シェルアンドチューブ式蒸発器

シェルアンドチューブ蒸発器は、冷却能力が 50 kW を超えるシステムに推奨される蒸発器タイプであり、その高い熱質量、汚れまたは腐食性のプロセス流体に対する耐性、および機械的メンテナンスの容易さにより、プレート、コイル、またはろう付けプレートの代替品に比べて決定的な利点が得られます。 Lynxcool は、GB 151、ASME Section VIII Div. をカバーする設計コードを使用して、プロジェクト固有の熱要件と圧力要件に合わせて各シェルアンドチューブ蒸発器を設計および製造しています。 1、および PED 2014/68/EU。

標準的な冷媒互換性には、アンモニア (R717)、CO₂ (R744)、HFC ブレンド (R22、R404A、R507A、R134a、R410A)、および次世代 HFO/HFC ブレンド (R448A、R449A、R452A) が含まれます。カスタム材料仕様は、高圧 CO₂ トランスクリティカル回路および標準的な水/グリコール化学反応以外のプロセス流体に利用できます。

技術的パラメータ

適用範囲

産業用冷凍装置

•冷蔵倉庫および冷蔵倉庫のチラーバレル - 浸水した R717 または R744 回路

•ブラスト冷凍およびスパイラルフリーザーのグリコール回路 - -55 °C までの低温ブラインを蒸発させます。

•アンモニアパッケージスクリューチラーユニット — DXまたは浸水シェルサイド構成

•CO₂ 遷臨界ブースター システム - 高圧ガス クーラーおよび蒸発器の役割

プロセスおよび産業用冷却

•化学反応器ジャケット冷却 - 耐食性チタンまたは 316L チューブバンドル

•プラスチック射出成形および押出成形の冷水回路

•食品と飲料の発酵タンクと低温殺菌装置の冷却ループ

•GMP準拠の表面仕上げによる医薬品クリーンルームプロセス冷却

•データセンターのグリコールループ二次冷却（高流量、低ΔT設計）

HVAC と地域冷房

•大型遠心式およびスクリューチラーバレル - OEM コンポーネントの置き換えまたはスタンドアロンのアップグレード

•地域冷却熱交換器ステーション — 水から水、または冷媒から水の役割

•フリークーリングハイブリッド回路 — 高圧温水回収蒸発器

主要な技術的特徴

1. フラッド構成と DX シェル側構成

Lynxcool は、シェルアンドチューブ蒸発器を浸水式または直接膨張 (DX) シェル側構成で設計します。浸水蒸発器は、チューブ束全体にわたって液体冷媒レベルを維持し、接液表面積を最大化し、同じチューブ形状で DX よりも 20 ～ 35 % 高い全体の熱伝達係数 (U) を実現します。これらは、アンモニア システムおよび大型 HFC スクリューチラーの標準的な選択肢です。 DX 構成は、液体チャージの最小化が重要な場所、つまり CO₂ 安全ゾーン、HFO 低 GWP システム、または冷媒在庫管理が規制要件であるモジュール式冷凍機などに適用されます。

2. 強化されたチューブ表面形状

標準的な銅管は、水/プロセス側に内部溝付き (マイクロフィン) プロファイルが指定されており、滑らかなボアと比較して内部接液面積が 60 ～ 80 % 増加し、より低いレイノルズ数で乱流を引き起こします。冷媒側の外面には、核沸騰面積を増加させ、ドライアウトの開始を低減する低フィン プロファイル (26 fpi) が使用されています。アンモニアで満たされた用途では、液体の巻き込みを避けるために滑らかな外部チューブが使用されます。NH3 のより大きな気泡離脱直径は、遮るもののない外部表面から恩恵を受けます。

3. マルチパスチューブの配置

シングルパス設計により、高流量、低ΔT アプリケーション (データセンター冷却、地域冷却) での圧力損失が最小限に抑えられます。 2 パスおよび 4 パス設計により、低い流量でチューブ側の速度が増加し、部分負荷でも乱流 (Re > 10,000) と高い膜係数が維持されます。パス構成は、プロジェクト固有のΔT、圧力降下、およびポンプエネルギー目標を同時に満たすために、熱設計中に選択されます。

4. 圧力容器のエンジニアリングと規制への準拠

すべてのシェルアンドチューブ式蒸発器のシェルは、認定された圧力容器プレート (Q345R または SA-516 Gr.70) から製造され、長手方向の継ぎ目で X 線撮影テスト (RT グレード II) が行われ、絶縁前に 1.25 倍の設計圧力で静水圧耐性テストが行​​われています。アンモニアサービス用に、チューブとチューブシートの接合部はローラーで拡張され、シール溶接されます。ご要望に応じて、CCS、TÜV、またはビューローベリタスによる第三者検査をご利用いただけます。完全な材料試験レポート (MTR)、溶接マップ、圧力試験証明書がすべてのユニットに付属しています。

5. 腐食保護と材料の柔軟性

シェル側の腐食保護は、冷媒流体環境に固有のものです。チューブ側の材質はプロセス流体に適合するように選択されます。きれいな冷水には標準の TP2 銅が使用されます。弱酸、塩素水、または食品グレードの回路用の 316L ステンレス鋼。海水、汽水、または強力な化学用途向けのチタン グレード 2。海洋用途向けの白銅 90/10。管板の材料は管の合金に適合し、ガルバニック結合を排除します。

6. 工場での組み立てとテスト

各シェルアンドチューブ式エバポレーターは、出荷前に Lynxcool 工場で完全に組み立てられ、絶縁され、圧力テストが行​​われます。接続フランジは、お客様の配管仕様に合わせて穴あけ加工されています。工場で適用される独立気泡ポリウレタン断熱材 (標準は 50​​ mm、-20 °C 未満の低温使用では蒸発する場合は 75 mm) により、現場での断熱作業が不要になり、一貫した防湿性が確保されます。輸送中および保管中の内部酸化を防ぐために、ユニットは窒素保持チャージ (0.05 ～ 0.1 MPa) を施して出荷されます。

Lynxcool と提携する理由

•プロジェクト固有の熱設計: すべてのシェルアンドチューブ式エバポレーターは、固定カタログから選択されるものではなく、お客様の正確な負荷、流体特性、ファウリング係数、および許容圧力降下に合わせてサイズ設定されます。

•マルチコード製造能力: GB 151、ASME VIII Div. 1 および PED 2014/68/EU を単一の工場で取得し、国際プロジェクトのベンダー数を削減

•完全な冷媒互換性: アンモニア、CO₂ トランスクリティカル、HFC、次世代 HFO ブレンドはすべて、適切な材料とシーリング仕様でサポートされています。

•文書化された品質パッケージ: MTR、放射線検査レポート、水圧試験証明書、および銘板データが標準で提供されます - 追加料金はありません

•統合された断熱材とコーティング: 工場で完成したユニットがすぐに接続できる状態で届くため、現場での断熱材の下請けや QA ギャップが排除されます。

•交換および改修の専門知識: Lynxcool は、フランジ パターン、シェルの設置面積、およびノズルの方向を一致させて、OEM チラー バレルのドロップイン交換品を再設計して、交換時のプラントのダウンタイムを最小限に抑えることができます。

•中国製造のコスト優位性: 同等の認定品質レベルで同等の欧州圧力容器メーカーより 25 ～ 40 % 低く、ASME U スタンプおよび PED CE マーキングが利用可能

よくある質問

Q: 浸水型蒸発器と DX シェルアンドチューブ型蒸発器の違いは何ですか?

A: 浸水型蒸発器では、シェルに液体冷媒のプールが含まれており、チューブ束全体が浸水します。冷媒は液面から上に向かって沸騰し、接液面積と熱伝達係数を最大化します。 DX (直接膨張) 蒸発器では、膨張バルブが冷媒を計量してシェル入口に送り込み、冷媒は出口に到達する前に完全に蒸発します。液体チャージが大幅に低下します。浸水設計は 20 ～ 35 % 優れた U 値を達成し、アンモニアおよび大型 HFC システムに推奨されます。 DX 設計は、冷媒在庫を最小限に抑えることが優先される場合に選択されます。

Q: プロセス流体にはどのチューブ材質を指定すればよいですか?

A: きれいな冷水またはグリコールの場合、標準の TP2 銅が最もコスト効率の高い選択肢です。弱酸、塩素化冷却塔水、または食品と接触する回路の場合は、316L ステンレス鋼を指定してください。海水、汽水、または強力な化学薬品の用途では、チタン グレード 2 が最高の耐食性を提供します。 Lynxcool の熱エンジニアは、製造図面を発行する前に、流体化学レポートに対して材料の適合性を確認します。

Q: 既存のチラー ブランドの交換用バレルを製造できますか?

A: はい。これは最も一般的なプロジェクト タイプの 1 つです。 OEM 銘板データ、接続フランジの図面、およびシェルの設置面積の寸法を提供していただくと、Lynxcool が元の熱負荷とすべての機械的インターフェイスに適合するドロップイン交換品を設計します。改造ユニットは通常 8 ～ 12 週間で納品され、設置は直接交換で行われるため、プラントのダウンタイムが最小限に抑えられます。

Q: 熱設計ではどのような汚れ要因を使用しますか?

A: デフォルトの汚れ係数は TEMA 規格に従います。きれいな冷水管側では 0.000088 m²・K/W (0.0005 hr・ft²・°F/BTU)、冷却塔凝縮器水では 0.000176 m²・K/W (0.001) です。顧客はプロジェクト固有の汚れ許容量を指定できます。これらを HTRI または Bell-Delaware 熱モデルに直接組み込み、データシートに文書化します。

Q: CO₂ トランスクリティカルサービスの最大動作圧力はどれくらいですか?

A: CO₂ 高圧 (ガスクーラー) 側の場合、Lynxcool は、ASME VIII Div. に従って製造された SA-516 Gr.70 シェル プレートと高圧炭素鋼またはステンレス鋼チューブを使用して 12 MPa の設計圧力に設計します。 1. CO₂ ブースター システムの低圧蒸発器側の場合、通常は標準の 4.0 MPa 設計で十分です。どちらもファクトリの現在のコード スコープ内にあります。

Q: シェルアンドチューブ式エバポレーターはどのように断熱されていますか? メンテナンスのために断熱材を取り外すことはできますか?

A: 工場で塗布された 50 mm の独立気泡ポリウレタン フォーム (-20 °C 未満の場合は 75 mm) がシェルの外側に接着され、ガラス繊維で強化されたジャケットで仕上げられています。両端のボンネット (ウォーター ボックス) は断熱されていないか、取り外し可能な断熱パッドが取り付けられているため、主要な断熱材を破壊することなく、機械的な洗浄やチューブの検査のためにチューブ束にアクセスできます。ユニットが隔離され、排出されている場合、シェル側から冷媒を回収することなく、チューブの差し込みやバンドルの交換を現場で実行できます。

Q: どのようなリードタイムとドキュメントパッケージを想定する必要がありますか?

A: 標準ユニット (DN 200 – DN 800、銅管、GB 151 コード): 図面の承認から 4 – 6 週間。大型または特殊素材のユニット (DN 1,000+、チタン、ASME U スタンプ、PED): 8 ～ 14 週間。標準文書パッケージ: 一般配置図、熱データシート、材料試験レポート、溶接マップ、X線撮影試験レポート、水圧試験証明書、銘板のラビング、および梱包リスト。注文時に指定された場合、第三者検査証明書 (TÜV、BV、CCS) が付属します。