Maximizar la eficiencia del intercambiador de calor de placa soldada: por qué la orientación de la instalación es el secreto del rendimiento

En el mundo ocupado de los sistemas de calefacción y refrigeración, el Intercambiador de calor de placa soldada (BPHE) Es una verdadera estrella. Es conocido por ser pequeño, muy fuerte y hacer su trabajo rápidamente. Sin embargo, hay un gran error que muchos ingenieros y trabajadores cometen con bastante frecuencia. Piensan que porque un BPHE parece un simple “ caja de metal cerrada,” pueden simplemente atornillarlo en una máquina de cualquier manera que quieran sin ningún mal resultado.

En GranoA menudo vemos que estas unidades de alta calidad luchan. No es porque se hicieran mal en la fábrica. Por lo general, es porque fueron puestos de la manera equivocada. La verdad es simple: la forma en que se pone o coloca su intercambiador de calor, ya sea de pie recto, acostado plano o con sus puertos apuntando al lado, realmente cambia lo bien que se deshace del aire, cómo el líquido se mueve dentro y cuánto tiempo se mantiene sano.

Esta larga guía examinará de cerca por qué la dirección que elija para su instalación es tan importante. Queremos ayudarle a entender por qué esta elección importa mucho más de lo que usted podría suponer.

El mito de “ Plug and Play” Por qué muchos usuarios se olvidan de la dirección

¿Por qué tanta gente ignora cómo debe enfrentarse un BPHE? La mayoría de las veces, es porque no’ Tener suficiente espacio. En fábricas modernas o pequeñas cajas de bomba de calor, hay’ Mucho espacio para moverse. Los trabajadores a menudo se preocupan más por “ haciendo que las tuberías encajen” lo que hacen sobre la ciencia que sucede dentro del metal.

Además, a diferencia de los viejos intercambiadores de calor de carcasa y tubo, los BPHE no tienen ninguna parte que se mueva dentro. Esto hace que la gente piense que la gravedad y la forma en que fluyen los líquidos no importan mucho. Pero como te mostraremos, olvidar estas cosas puede hacer que tu eficiencia caiga un 10% o incluso un 30%. También puede hacer que su equipo caro se rompa mucho antes de lo que debería. Cuando usa una Grano producto, quieres lo mejor, por lo que tienes que instalarlo de la mejor manera.

Métodos de instalación comunes y lo que hacen

Antes de hablar de “ why,” Hablemos de “ Cómo. ” En el mundo real, generalmente vemos tres maneras principales en que la gente los configura:

1. Instalación vertical (la mejor manera)

En esta configuración, la unidad se levanta recta. Los puertos (los agujeros donde se conectan las tuberías) generalmente miran hacia adelante o hacia atrás. Esto es lo que casi siempre sugerimos en Grano.

2. Instalación horizontal

En este caso, la unidad está plana. Los platos dentro son paralelos al suelo, como una pila de panqueques. Muchas personas hacen esto para ahorrar altura, pero a menudo causa problemas.

3. Puertos mirando hacia arriba o hacia abajo

Esto es cuando la unidad se gira para que las tuberías entren desde la parte superior o la parte inferior. Si bien puede parecer ordenado, puede crear “ trampas” para el aire o la suciedad.

La gran lucha contra el aire atrapado

El mayor enemigo de un buen intercambiador de calor es aire ocultoEl aire es un muy buen aislante. Esto suena bien, pero en un intercambiador de calor, es terrible. Si una parte de la placa metálica está cubierta por una burbuja de aire, esa parte de la placa no está tocando el líquido. Esto significa que está haciendo cero trabajo. Es como pagar por todo un equipo de trabajadores pero tener a tres de ellos durmiendo en el trabajo.

Por qué la vertical es el rey de la ventilación

Cuando una Grano BPHE está de pie recto y el líquido fluye de abajo a arriba, la física te ayuda. Las burbujas de aire naturalmente quieren flotar. El líquido los empuja desde atrás, y la gravedad los ayuda a subir. Se dirigen directamente a la salida y salen del sistema.

El problema con la cama plana

Si coloca la unidad plana (horizontalmente), el aire se atasca en el “ colinas y valles” de las placas metálicas. Estos pequeños bolsillos son muy difíciles de mover. Incluso si gira su bomba a una velocidad muy alta, el agua a menudo fluye bajo el aire, dejándola atascada allí para siempre.

El resultado: Si el 15% de su unidad está llena de aire atascado, su bomba tiene que trabajar mucho más duro y usar más electricidad para obtener la misma refrigeración. Esto desperdicia dinero cada día.

Cómo se mueve el fluido: Evitar el “ Zona muerta”

Para que un BPHE haga su trabajo, el líquido debe extenderse uniformemente a través de cada pequeño camino entre las placas metálicas. Si el líquido solo pasa por unos pocos caminos, no está usando lo que pagó.

• Buen flujo:En una configuración vertical, el líquido llena primero el área inferior y luego sube uniformemente a través de todos los canales. Es como una multitud de personas llenando un teatro desde la primera fila hasta la parte trasera.
• Mala flujo:Si la instalación es incorrecta, el líquido podría “ cortocircuito. ” Toma el camino fácil a través de los agujeros más cercanos a las tuberías y salta las placas más lejos. Esto crea “ zonas muertas. ” En estos puntos, el líquido se queda quieto. Esto es muy peligroso en los sistemas de refrigeración porque el líquido todavía puede congelar y agrietar el metal, arruinando su Grano

Datos reales: ¿Cuánto rendimiento pierdes?

Hemos hecho muchas pruebas para ver qué sucede cuando inclinas un intercambiador de calor. Los números muestran una historia clara. Si te alejas de mantenerlo recto, pierdes el rendimiento.

Nota: Estos números pueden cambiar si su líquido es grueso (como el aceite) o si se mueve muy lentamente. Los líquidos lentos son aún más propensos a tener problemas con la orientación.

Problemas a largo plazo: por qué los sistemas fallan más tarde

Un sistema puede parecer “ bien” durante la primera semana. Las tuberías están frías, la máquina está funcionando y el jefe está feliz. Pero si la dirección es equivocada, los problemas crecerán lentamente como una enfermedad oculta.

1. Suciedad y escalamiento

En estos “ zonas muertas” Cuando hablamos, pequeños trozos de suciedad o minerales en el agua comienzan a asentarse. Porque el agua es’ t moviéndose lo suficientemente rápido como para lavarlos, se pegan al metal. Con el tiempo, esta capa de suciedad (escala) se vuelve cada vez más gruesa. Pronto, el calor no puede pasar a través del metal en absoluto.

2. Desgaste y desgarro del metal (erosión)

Si el aire está atrapado en algunos canales, el agua tiene que exprimirse a través del resto “ abrir” canales. Esto hace que el agua se mueva mucho más rápido de lo que debería. Este agua de movimiento rápido puede realmente desgastar el cobre que sostiene el Grano platos juntos. Esto conduce a fugas dentro de la unidad, lo que es una falla total.

3. Control de temperatura tembloroso

Si tiene burbujas de aire que se mueven por dentro, sus sensores se confundirán. Un segundo la transferencia de calor es buena, al siguiente segundo una burbuja se mueve y empeora. Su sistema de control seguirá girando las cosas arriba y abajo, tratando de encontrar un equilibrio. Esto pone mucha presión en sus bombas y válvulas.

Asesoramiento profesional del equipo de Grano

Queremos su Grano intercambiador de calor para durar 10 o incluso 15 años. Para asegurarse de que esto suceda, por favor siga estas sencillas reglas de nuestro equipo de ingeniería:

Regla 1: Siempre ir “ En la parte inferior, fuera en la parte superior”

Esta es la regla más importante. Si el líquido entra por la parte inferior, tiene que llenar toda la unidad antes de que pueda salir. Esto asegura que cada parte de la placa está húmeda y funciona.

Regla 2: Ponte de pie recto

Siempre que pueda, mantenga la unidad vertical. Si un vendedor o un constructor le dice que está bien colocarlo plano porque quiere ahorrar espacio, dígales que le importa la factura de electricidad. Si absolutamente debe colocarlo plano, debe asegurarse de que el agua se mueve muy rápido (al menos 0,4 metros por segundo) para tratar de empujar el aire fuera.

Regla 3: No’ t Olvidar “ Burp” el Sistema

Al igual que un bebé, un nuevo sistema de tuberías necesita sacar el aire. Cuando inicie su máquina por primera vez, ejecute las bombas a baja velocidad. Esto permite que el aire se mueva lentamente hacia la parte superior. Además, siempre debe poner un “ válvula de ventilación de aire” en el punto más alto de sus tubos.

Una historia del campo: el caso del chiller ruidoso

Veamos un ejemplo real. Un grupo de constructores puso tres Grano BPHEs en una máquina de refrigeración grande para un edificio de oficinas. Eran personas inteligentes, y eligieron el tamaño adecuado para las unidades. Pero, para hacer que la máquina se vea corta y elegante, instalaron las tres unidades horizontalmente.

El problema: Tan pronto como comenzó el verano, la máquina comenzó a actuar extrañamente. Seguió mostrando “ Baja presión” errores y cierre. El agua era’ La temperatura de aproximación (la diferencia entre el líquido y el refrigerante) fue de 6°C, lo que es demasiado alto.

El arreglo: Uno de nuestros expertos fue a mirarlo, vio las unidades planas y les dijo que las volvieran para que se pusieran de pie. Tomó un día de trabajo cambiar las tuberías.

El final feliz: Tan pronto como lo volvieron a encender, una enorme cantidad de aire “ burped” fuera de las tuberías.

• La temperatura de aproximación disminuyó de 6°C a 1,5°C inmediatamente.
• El enfriamiento era mucho más fuerte.
• Debido a que el sistema funcionaba correctamente, el uso de electricidad disminuyó un 12%. El propietario del edificio ahorró mucho dinero en su primera factura de electricidad después de la reparación.

Resumen

Al final, la dirección de su intercambiador de calor de placa soldada no es solo un pequeño detalle. Es una parte vital del diseño. Una Grano unidad es una herramienta de alto rendimiento, como un coche rápido. Usted’ t conducir un coche rápido con los neumáticos equivocados, así que don’ t instalar un gran intercambiador de calor de una manera que atrapa el aire y la suciedad.

Si tomas el tiempo para levantar la unidad y canalizarla correctamente de abajo a arriba, serás recompensado con un sistema que es silencioso, eficiente y dura mucho tiempo.

Preguntas frecuentes

P: ¿Está bien si instalo mi Grano BPHE boca abajo para que las tuberías apunten al piso?

Monitoreo de las temperaturas de entrada detecta problemas temprano No, esta es una mala idea. Si los puertos apuntan hacia abajo, la parte superior del intercambiador de calor se convierte en un gigante “ trampa” para el aire. Dado que el aire quiere subir, permanecerá atascado en la parte superior de la unidad para siempre. El líquido pasará por debajo de él, lo que significa que pierdes mucha energía de enfriamiento y el metal en la parte superior podría comenzar a oxidarse o corroerse porque está sentado en un bolsillo de aire húmedo.

P: ¿Realmente importa en qué dirección se enfrenta si estoy usando vapor para calentar el agua?

Monitoreo de las temperaturas de entrada detecta problemas temprano ¡En realidad, importa aún más! Cuando usa vapor, vuelve a convertirse en agua (llamada condensado) a medida que se enfría. Si la unidad no es vertical, ese agua no puede drenarse. Se queda atascado dentro y puede causar algo llamado “ martillo de agua. ” Esto es cuando el agua en movimiento golpea las placas metálicas como un martillo. Puede ser tan fuerte que suena como un disparo, y en realidad puede desgarrar el metal soldado, causando una fuga peligrosa. Siempre instale las unidades de vapor verticalmente para que el agua pueda caer del fondo.

P: Mi espacio es muy pequeño. ¿Alguna vez ha habido un momento en que ponerlo plano está bien?

Monitoreo de las temperaturas de entrada detecta problemas temprano Sólo decimos “ sí” para esto si tienes un sistema muy especial. El agua debe estar moviéndose muy rápido todo el tiempo, y usted debe tener otras formas de atrapar burbujas de aire en sus tuberías. Sin embargo, para el 95% de los trabajos normales como calefacción, aire acondicionado o refrigeración de fábrica, colocarlo plano eventualmente causará problemas. Siempre es mejor mover una tubería o cambiar el diseño de la caja para mantener el Grano unidad de pie.