Na co należy zwrócić uwagę przy wyborze pomiędzy dwoma wspomnianymi w tytule artykułu wymiennikami ? Czym charakteryzuje się dobry wymiennik ciepła, bez względu na to z jakiego materiału jest wykonany ?
Aby odpowiedzieć na powyższe pytania, przypomnijmy sobie podstawowe właściwości fizyczne i mechaniczne obu materiałów.
ALUMINIUM
• ciężar właściwy (gęstość) : 2,7 kg/dm3
• wytrzymałość : 100 MPa
• przewodność cieplna : 221 W/(m⋅K)
• wydłużenie (plastyczność) : 15%
PLASTIK
• ciężar właściwy (gęstość): 1,05 kg/dm3
• wytrzymałość : 43 MPa
• przewodność cieplna : 0,043 W/(m⋅K)
• wydłużenie (plastyczność) : 125%
Jak poszczególne parametry wpływają na wymiennik ciepła ?
- Ciężar właściwy
Ten parametr pokazuje, że taka sama ilość plastiku będzie 2,5 razy lżejsza niż aluminium. Plastik zdobywa pierwszy punkt… ale drugi parametr od razu wyrównuje wynik. - Siła
Tworzywo sztuczne ma około 2,5 razy mniejszą wytrzymałość, co oznacza, że należy zastosować materiał o większej grubości, aby płyta wymiennika ciepła wytrzymała ciśnienie wewnątrz urządzenia. Jak na razie remis. - Współczynnik przewodzenia ciepła
Zwycięzcą jest tutaj zdecydowanie aluminium. O wiele. Ale ponieważ grubość obu materiałów zaczyna się od zera, parametr ten nie ma tak dużego wpływu, jak można by na pierwszy rzut oka sobie wyobrazić. Gdyby grubość materiału była teoretycznie równa zeru, wpływ parametru byłby w ogóle zerowy. W ten sposób aluminium przesuwa się do przodu. - Wydłużenie (plastyczność)
Ten parametr znacząco wpływa na kształt płytki i umożliwia nadrabianie zaległości plastycznych.
Znacznie większa plastyczność tworzywa sztucznego pozwala na tworzenie większej liczby fal w części przeciwprądowej, co skutkuje większym obszarem wymiany ciepła (niezbędnym dla sprawności), a tym samym pozwala na stosunkowo większe odstępy między płytami (w porównaniu z aluminium). - Cena
Cena to ostatni, ale nie mniej ważny parametr. Cena kilograma plastiku jest niższa; jednak grubość tworzywa sztucznego jest trzykrotnie większa przy 2,5-krotnie mniejszym ciężarze właściwym, co oznacza, że cena materiału jednej płyty jest bardzo podobna do ceny aluminium.
Niemniej jednak w plastikowych wymiennikach ciepła można zastosować mniej płyt ze względu na większą powierzchnię wymiany ciepła. Dlatego cena wymienników ciepła z tworzywa sztucznego jest zwykle nieco niższa niż cena wymienników aluminiowych.
Praktyczne porównanie aluminium versus plsatik:
REK+27-300-22 – Aluminium
• wejście : 5°C, Wilgotność: 72%
• wyjście : 25°C, Wilgotność: 28%
• natężenie przepływu : 300 m3/h
• wysokość wymiennika ciepła : 300 mm
• rozstaw płytek : 2,2 mm
Wyjście
• sprawność : 80,2%
• spadek ciśnienia : 114 Pa
• orientacyjna cena : drożej o 10% niż wersja plastikowa
REP+27-300-32 – Plastik
• wejście : 5°C, wilgotność: 72%
• wyjście : 25°C, wilgotność: 28%
• natężenie przepływu : 300 m3/h
• wysokość wymiennika ciepła : 300 mm
• rozstaw płytek : 3,2 mm
Wyjście
• sprawność : 75,2%
• spadek ciśnienia : 118,8 Pa
• orientacyjna cena : taniej o 10% niż wersja aluminiowa