Focus Keyword: Shell and Tube Heat Exchanger
Secondary Keywords: Shell and Tube, Heat Exchanger, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ, Industrial Heat Exchanger
Shell and Tube Heat Exchanger คืออะไร
Shell and Tube Heat Exchanger (STHE) หรือ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ถ่ายเทความร้อนระหว่างของเหลวสองชนิด โดยของเหลวชนิดหนึ่งไหลภายในท่อ (Tube Side) และอีกชนิดหนึ่งไหลภายในเปลือก (Shell Side)
เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ได้รับความนิยมสูงในอุตสาหกรรม เนื่องจากรองรับ
- แรงดันสูง
- อุณหภูมิสูง
- อัตราการไหลสูง
- ของเหลวที่มีตะกอน
หลักการทำงานของ Shell and Tube Heat Exchanger
ของเหลวร้อนและของเหลวเย็นจะไหลสวนทางกัน (Counter Flow) หรือไหลทิศทางเดียวกัน (Parallel Flow)
ความร้อนจะถ่ายเทผ่านผนังท่อโลหะโดยไม่ให้ของเหลวทั้งสองสัมผัสกันโดยตรง
ส่วนประกอบของ Shell and Tube Heat Exchanger
- Shell
- Tube Bundle
- Tube Sheet
- Front Head
- Rear Head
- Baffle Plate
- Nozzle Connection
- Support Saddle
หน้าที่ของ Baffle Plate
- เพิ่มการปั่นป่วนของของไหล
- เพิ่มค่า Heat Transfer
- รองรับการสั่นของท่อ
- เพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน
ประเภทของ Shell and Tube Heat Exchanger
Fixed Tube Sheet
ข้อดี
- ราคาถูก
- โครงสร้างง่าย
ข้อเสีย
- ล้างด้าน Shell ยาก
U-Tube Heat Exchanger
ข้อดี
- รองรับการขยายตัวจากความร้อนสูง
ข้อเสีย
- ทำความสะอาดภายในท่อยาก
Floating Head Heat Exchanger
ข้อดี
- ถอดล้างง่าย
- เหมาะกับงานหนัก
ข้อเสีย
- ราคาสูง
วัสดุที่นิยมใช้
Carbon Steel
เหมาะสำหรับ
- น้ำ
- น้ำมัน
Stainless Steel 304
เหมาะสำหรับ
- น้ำเย็น
- HVAC
Stainless Steel 316
เหมาะสำหรับ
- อาหาร
- เครื่องดื่ม
- สารเคมีอ่อน
Titanium
เหมาะสำหรับ
- น้ำทะเล
- สารกัดกร่อน
สูตรการคำนวณ Heat Load
สูตรการคำนวณพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อน
โดย
Q = Heat Load (kW)
U = Overall Heat Transfer Coefficient
A = Heat Transfer Area
ΔTlm = Log Mean Temperature Difference
ค่า U โดยประมาณ
| ประเภท | U (W/m²·K) |
|---|---|
| น้ำ-น้ำ | 800-1500 |
| น้ำ-น้ำมัน | 200-600 |
| ไอน้ำ-น้ำ | 1000-3000 |
| Condenser | 1000-2500 |
Shell and Tube กับ Plate Heat Exchanger ต่างกันอย่างไร
| รายการ | Shell & Tube | Plate Heat Exchanger |
|---|---|---|
| แรงดันสูง | ดีมาก | ปานกลาง |
| อุณหภูมิสูง | ดีมาก | ปานกลาง |
| ของเหลวมีตะกอน | ดี | ไม่เหมาะ |
| ขนาด | ใหญ่ | เล็ก |
| ประสิทธิภาพ | ดี | ดีมาก |
| การถอดล้าง | ปานกลาง | ง่าย |
| ราคาเริ่มต้น | สูง | ต่ำกว่า |
การใช้งานในระบบ Chiller
Evaporator
ใช้ใน Water Cooled Chiller ขนาดใหญ่
Condenser
ใช้ร่วมกับ Cooling Tower
Heat Recovery
นำความร้อนกลับมาใช้งาน
การใช้งานในโรงงานอาหาร
- Pasteurizer
- CIP System
- น้ำผลไม้
- โรงงานนม
- โรงงานน้ำมะพร้าว
การใช้งานในโรงงานเคมี
- Reactor Cooling
- Solvent Cooling
- Chemical Process
การใช้งานในโรงไฟฟ้า
- Condenser
- Feed Water Heater
- Oil Cooler
วิธีเลือก Shell and Tube Heat Exchanger
พิจารณา
- Heat Load
- Flow Rate
- Pressure Drop
- Temperature
- Fouling Factor
- Material
- Maintenance
ค่า Velocity ที่แนะนำ
| ของเหลว | ความเร็ว |
|---|---|
| น้ำ | 1-2 m/s |
| น้ำทะเล | 1-1.5 m/s |
| Glycol | 1-1.5 m/s |
| น้ำมัน | 0.5-1 m/s |
การบำรุงรักษา
- ทำความสะอาดทุก 6-12 เดือน
- ตรวจสอบตะกรัน
- ตรวจสอบการรั่ว
- ตรวจสอบการกัดกร่อน
ข้อดีของ Shell and Tube
✅ รองรับแรงดันสูง
✅ รองรับอุณหภูมิสูง
✅ อายุการใช้งานยาวนาน
✅ เหมาะกับงานหนัก
✅ เหมาะกับของเหลวมีตะกอน
ข้อเสีย
❌ ขนาดใหญ่
❌ น้ำหนักมาก
❌ ใช้พื้นที่ติดตั้งมาก
❌ ราคาสูง
FAQ
Shell and Tube ใช้กับน้ำทะเลได้หรือไม่
ได้ โดยเลือกวัสดุ Titanium
อายุการใช้งานนานเท่าไร
15-30 ปี ขึ้นกับการดูแลรักษา
ใช้แทน Plate Heat Exchanger ได้หรือไม่
ได้ในบางกรณี โดยเฉพาะงานแรงดันสูงหรือของเหลวมีตะกอน
สรุป
Shell and Tube Heat Exchanger เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมหนัก ระบบ Chiller ขนาดใหญ่ โรงงานอาหาร โรงงานเคมี และโรงไฟฟ้า โดยสามารถรองรับแรงดันและอุณหภูมิสูงได้ดีกว่า Plate Heat Exchanger
KATO ให้บริการออกแบบ จำหน่าย และติดตั้งระบบ Heat Exchanger สำหรับงานอุตสาหกรรมครบวงจรทั่วประเทศไทย
LINE : @dako
โทร : 083-085-2160
เว็บไซต์ : https://kato.in.th/

