플레이트-핀 열 교환기는 플레이트와 핀 챔버를 사용하여 유체(가장 일반적으로 가스) 간에 열을 전달하는 열 교환기 설계 유형입니다. 상대적으로 높은 열 전달 표면적 대 부피 비율을 강조하기 위해 소형 열 교환기로 분류되는 경우가 많습니다. 플레이트-핀 열교환기는 작은 크기와 가벼운 특성으로 인해 항공우주 산업뿐만 아니라 작은 온도 차이로 열 전달을 촉진하는 능력을 활용하는 극저온 분야를 비롯한 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.[1]
브레이징 알루미늄 열교환기(Brazed Aluminium Heat Exchanger)라고도 불리는 알루미늄 합금 판-핀 열교환기는 75년 이상 항공기 산업에서 사용되어 왔으며 제2차 세계 대전 당시 극저온 공기 분리 산업에 채택되었고 그 직후 천연 가스 처리와 같은 화학 공장의 극저온 공정에 채택되었습니다. 그들은 또한 철도 엔진과 자동차에도 사용됩니다. 스테인레스 강판 핀은 35년 이상 항공기에 사용되어 왔으며 현재는 화학 공장에서 사용되고 있습니다.[2]
원래 이탈리아 기계공인 Paolo Fruncillo가 고안했습니다. 플레이트-핀 열 교환기는 일련의 핀 챔버를 생성하기 위해 평평한 금속판(일반적으로 알루미늄)으로 분리된 주름진 시트 층으로 구성됩니다. 별도의 뜨거운 유체 흐름과 차가운 유체 흐름은 열 교환기의 교대 층을 통해 흐르고 측면 바로 가장자리가 둘러싸여 있습니다. 판형 핀 열 교환기의 주요 구성 요소열은 한 흐름에서 핀 인터페이스를 통해 분리판으로 전달되고 다음 핀 세트를 통해 인접한 유체로 전달됩니다. 또한 핀은 열 교환기의 구조적 무결성을 높이고 높은 압력을 견딜 수 있도록 하는 동시에 열 전달을 위한 확장된 표면적을 제공하는 역할을 합니다.
플레이트-핀 열교환기 설계에는 가스, 액체 및 2상 유체의 모든 조합으로 작동할 수 있으므로 높은 수준의 유연성이 있습니다.[3] 여러 공정 스트림 간의 열 전달도 수용되며[4] 각 스트림에 대해 다양한 입구 및 출구 지점을 사용할 수 있으므로 핀 높이와 유형이 다양합니다.
핀의 주요 4가지 유형은 다음과 같습니다. 단순하고 직선형 핀이 있는 삼각형 또는 직사각형 디자인을 나타내는 일반; 지그재그 경로를 제공하기 위해 지느러미가 옆으로 배치되는 헤링본; 흐름 분포를 늘리고 열 전달을 개선하기 위해 핀의 절단 및 천공을 나타내는 톱니 모양 및 천공형입니다. 판형 핀 열 교환기의 다양한 핀 구조 판형 핀 열 교환기의 단점은 작은 흐름 채널로 인해 오염되기 쉽다는 것입니다. 또한 기계적으로 청소할 수 없으며 오염 가능성이 있는 흐름을 사용하려면 다른 청소 절차와 적절한 여과가 필요합니다.
