Výměníky tepla fungují pomocí „výměny tepla“ nebo „výměny energie“ pomocí řady „desek“ nebo „trubic“ (v závislosti na typu výměníku tepla) k ohřevu nebo chlazení kapaliny. Kapalina je oddělena deskami (v deskovém výměníku tepla) nebo trubkami (v trubkovém výměníku); v pivovaru potrubí vede pivo nebo produkt jablečného moštu (jako je mladina) na jedné straně a vodu na straně druhé nebo chladivo.
Deskové výměníky tepla se používají v pivovarském průmyslu pro přenos tepla mezi dvěma tekutinami. Tepelný výměník je nejlepší způsob, jak ohřát nebo ochladit jakoukoli kapalinu na přesnou teplotu. Když testujeme roli výměníků tepla v pivovarech, uvidíte, že se brzy stanou nedílnou součástí každého pivovarského provozu. Tento článek pojednává o principu fungování deskového výměníku tepla používaného v pivovarských zařízeních.
Co je deskový výměník tepla?
Deskové výměníky tepla se používají k přenosu tepelné energie z jedné tekutiny do druhé. Tyto tekutiny se nikdy nesetkají, protože jsou odděleny výměníkem tepla. deskový výměník tepla se skládá z mnoha paralelních desek naskládaných na sebe, které vytvářejí kanály, kterými může proudit tekutina. Vzdálenost mezi dvěma protilehlými deskami poskytuje kanály pro průtok tekutiny.
Jak se konstruuje deskový výměník tepla?
Výměník tepla se skládá ze série paralelních desek umístěných jedna na druhé, takže tvoří řadu kanálů pro proudění tekutiny mezi nimi. Prostory mezi dvěma sousedními deskami tvoří kanály pro proudění tekutiny.
Vstupní a výstupní otvory v rozích desek umožňují průchod horké a studené tekutiny střídavými kanály ve výměníku tepla, takže desky jsou vždy v kontaktu s horkou tekutinou na jedné straně a studenou tekutinou na straně druhé.
Velikost desek se pohybuje od několika centimetrů čtverečních až po tok. Počet desek v jednom výměníku tepla se pohybuje od deseti do několika stovek, čímž se dosahuje povrchové výměnné plochy tisíců metrů čtverečních.
Jaký je princip fungování deskového výměníku tepla?
Princip fungování deskového výměníku je založen na protiproudém toku dvou kapalin. V pivovarském průmyslu je jednou kapalinou obvykle mladina, což je kapalina extrahovaná z procesu drcení, a druhou kapalinou je obvykle studená voda nebo glykol. Během vaření se mladina ochladí na požadovanou teplotu studenou vodou nebo glykolem.
Během vaření se mladina ochladí na požadovanou teplotu studenou vodou nebo glykolem. Deskový výměník tepla se skládá ze dvou hlavních kanálů, jednoho pro mladinu a druhého pro chladicí kapalinu. Tyto dva kanály jsou odděleny tenkou kovovou deskou, která je navržena tak, aby maximalizovala schopnost přenosu tepla mezi dvěma tekutinami.
Sladina protéká kanály na jedné straně desky, zatímco chladicí kapalina proudí kanály na druhé straně desky. Obě tekutiny proudí v opačných směrech, přičemž mladina proudí od vstupu k výstupu deskového výměníku tepla a chladicí tekutina proudí od výstupu ke vstupu. Jak obě tekutiny proudí v opačných směrech, teplo se mezi nimi přenáší přes tenké kovové desky. Mladina předává teplo chladící kapalině, která teplo absorbuje a odvádí pryč.
V deskovém výměníku tepla je proudění diagonální. Zatímco horká kapalina vstupuje nahoře a vystupuje dole, studená kapalina vstupuje dole a vystupuje nahoře. Účinnost tak dosahuje nejvyšší úrovně.
Různé typy deskových výměníků tepla
- Pájené deskové výměníky tepla: Pro chladicí a průmyslové aplikace
- Deskové výměníky tepla s těsněním: Vhodné pro mnoho průmyslových odvětví, jako je HVAC, potravinářství, pivovarnictví a farmacie.
- Svařované deskové výměníky tepla: používají se v ropném, plynárenském a chemickém průmyslu.
- Polosvařovaný deskový výměník tepla: Kombinuje použití svařovaných a utěsněných desek. Výměník tepla se skládá ze dvou sad desek svařených dohromady.
Výhody deskových výměníků tepla
- Účinnost: Deskové výměníky tepla přenášejí teplo mezi dvěma kapalinami, díky čemuž jsou ideální pro pivovarský průmysl, kde je přesná regulace teploty rozhodující.
- Kompaktní velikost: Deskový výměník tepla je kompaktní a snadno se instaluje a používá ve varném zařízení.
- Snadné čištění: Konstrukce deskového výměníku tepla umožňuje snadné čištění, které je důležité v pivovarském průmyslu, protože čistota je zásadní pro udržení kvality produktu.
- Cenově výhodné: Deskové výměníky tepla jsou nákladově efektivní na provoz, díky čemuž jsou oblíbenou volbou pro malé a střední pivovary.
Nejvhodnější výměník tepla pro pivovary
Jaký tepelný výměník je tedy nejlepší? Záleží na více faktorech.
Může být vhodných několik různých typů výměníků tepla, ale pro pivovary jsou nejvhodnější deskové výměníky tepla nebo trubkové výměníky tepla.
Jedním z důvodů použití výměníků tepla v pivovarech je, že nápoje často obsahují velké množství usazenin. U věcí, jako jsou kvasnice, sladina, ječná zrna a další usazeniny, se na výměnících tepla pravděpodobně vytvoří usazeniny, které ucpají výměník tepla – ale deskové i trubkové výměníky tepla lze udržovat, čistit a za předpokladu, že služba běží.
Deskový výměník tepla
Deskové výměníky jsou vhodné pro pivovary. Pivovarníci mohou podniknout kroky ke snížení usazování, jako je víření směsi a nechat cokoliv usadit před zpracováním, nebo dávat pozor, aby před čerpáním nenarazily žádné přísady. Opravy deskových výměníků tepla jsou také snazší, protože je lze rozebrat bez velkého prostoru – zatímco plášťové a trubkové výměníky tepla potřebují k opravě více místa.
Trubkový výměník tepla
Mnoho pivovarů může preferovat trubkové výměníky tepla, u kterých je méně pravděpodobné, že se zanesou usazeninami. Ve skutečnosti jsou trubkové výměníky tepla navrženy tak, aby zpracovávaly kapaliny, které obsahují velké množství usazenin (jako je pivo), takže existuje malé riziko ucpání pláště a trubkového výměníku tepla. Na místě se také snadno čistí, protože před opětovnou montáží výměníku tepla můžete sejmout krytky ventilů na obou koncích, okartáčovat trubky a vystříkat je. Pro mnohé to může být první volba. Nehrozí ucpání pláště a trubkového výměníku tepla.
Materiál
Dalším hlediskem je, jaký materiál je pro vaše potřeby nejlepší: titanová deska nebo nerezová ocel? Technik, který s vámi vybírá výměník tepla, vám bude moci říci, co by mohlo lépe vyhovovat vašim potřebám.