5. 열교환기
증기 또는 고온수를 이용하여 온수를 얻어내는 난방용 및 온수용 열교 환기가 주류를 이루고 있다.
1) 쉘 앤드 튜브형(Shell and tube type)
다수의 전열관을 관판에 확관 또는 용접 등으로 고정시켜 원통형 용 기에 삽입한 구조로 공동주택의 중앙공급식에서 많이 이용한다.
튜브(Tube)
난방환수 응축수탱크로
(1) 특징
① 쉘 안에 다수의 튜브를 수납한 형식으로, 물-물, 증기-물 열 교환기로 가장 널리 사용한다.
② 증기-물의 경우, 쉘측에 증기, 튜브 내에 물이 흐른다.
③ Tube 내 수속은 1.2m/s 이하이다.
④ Tube는 외경 25.4mm 의 동관을 많이 사용한다.
⑤ 열통과율(K) = 500～900Kcal/㎡h℃ 정도(물-물의 경우)이다.
⑥ 유량이 적을 때는 패스(Pass) 수를 늘려 유속을 증가시킨다.
⑦ 가장 일반적으로 사용되고 있으며 안전성이 우수하다.
2) 쉘 앤드 코일형(Shell and coil type)
1차측(80℃)
1차측환수(t2)
급수(5～10℃)
(1) 특징
① 쉘 앤드 코일 열교환기는 기본적으로 쉘 앤드 튜브형과 비슷하다.
② 차이점은 쉘내의 전열관이, 쉘 앤드 튜브형은 직관 또는 U자관 인데 비해, 쉘 앤드 코일형은 코일(스프링) 모양이라는 것이다.
③ 용도는 쉘 앤드 튜브형과 같이, 물-물, 증기-물 열교환기로 사 용하며 특히, 급격한 열팽창이나 압력변동이 있는 경우(물-증 기)에 적합하다.(코일 → 팽창흡수)
3) 플레이트형(Plate type) - 板形(판형)
얇은 스테인레스(STS)판을 다수 배열하여, 그 사이에 교대로 난방수 (급탕수․피가열수)와 중온수(가열수)를 흘려(Counter flow) 열교환 하는 형태로서 지역난방 공급지역의 각 단지별 기계실에 설치하여 난방용 또는 급탕용 열교환기로 각광 받고 있다.
난방수출구
중온수입구
중온수출구
난방수입구
(1) 특징
① 판과 판 사이는 합성고무의 가스켓으로 수밀 구조로 한다.
② 열교환 성능이 좋고 설치면적이 적으며 분해․청소가 용이하다.
(지역난방 등에서 물-물 열교환기로 많이 사용한다.)
③ 압력손실이 적으며 적은 온도차에서 유리하다.(전열성능 우수)
④ 사용압력 및 온도한계는 20atg, 140℃ 정도이다.
⑤ 열통과율(K): 2000～3500Kcal/㎡h℃
⑥ 분해청소가 용이하며 내식성이 크다.
⑦ 용량의 증감이 용이하고 전열면적이 크다.
4) 와류형(Spiral type)
스텐인레스(Stainless-STS) 강판을 2중의 나선형으로 감아서 가공하 여 두개의 유체가 흐르는 통로를 형성시켜 열 교환을 하도록 한 구조 이다. 난방수출구
난방수입구
중온수출구
[Spiral type 열교환기]
(1) 특징
① 열통과율이 높아(1000～2000Kcal/㎡h℃) 소형화가 가능하다.
② 관의 밀도가 높아 Scale 생성 시 청소가 어렵다.
③ 용접구조가 많으므로 청소․보수가 어렵다.
④ 구조상 열팽창에 대한 고려가 필요 없다.
⑤ 압력은 보통 20atg, 온도는 350℃ 까지 사용한다.
⑥ 관의 길이가 길어 수 계통의 배관저항이 증가한다.
⑦ 공동주택 등의 지역난방 공급지역에 기계실의 열교환기(난방․ 급탕용)로 사용 할 수 있다.
열교환기.hwp