סיווג מחליף חום של מעטפת-ו-צינורות

במחלפי חום של מעטפת-ו-שפופרות, הפרש הטמפרטורה בין הנוזלים בתוך ומחוץ לצינורות מוביל להפרש טמפרטורה בין הקליפה לצרור הצינורות. אם הפרש הטמפרטורה גדול, יווצר מתח תרמי משמעותי בתוך מחליף החום, שיגרום לצינורות להתכופף, להישבר או להתנתק מיריעת הצינור. לכן, כאשר הפרש הטמפרטורה בין צרור הצינור למעטפת עולה על 50 מעלות, נדרשים אמצעי פיצוי מתאימים כדי לחסל או להפחית מתח תרמי. בהתבסס על אמצעי הפיצוי שננקטו, ניתן לסווג מחליפי חום של מעטפת-ו-צינורות לסוגים העיקריים הבאים:

① מחליף חום של יריעות צינור קבוע: יריעות הצינור בשני הקצוות של צרור הצינורות משולבות במעטפת. מבנה זה פשוט אך מתאים רק לפעולות חילופי חום בהן הפרש הטמפרטורות בין הנוזלים החמים והקרים קטן וצד המעטפת אינו דורש ניקוי מכני. כאשר הפרש הטמפרטורה מעט גדול יותר ולחץ הצד-של המעטפת אינו גבוה מדי, ניתן להתקין טבעות פיצוי אלסטיות על המעטפת כדי להפחית מתח תרמי.

② מחליף חום ראש צף: יריעת הצינור בקצה האחד של צרור הצינורות יכולה לצוף בחופשיות, ולבטל לחלוטין מתח תרמי; וניתן לחלץ את צרור הצינורות כולו מהקליפה לניקוי ותחזוקה מכאנית קלים. מחליפי חום ראש צף נמצאים בשימוש נרחב, אך המבנה שלהם מורכב יחסית ועלותם גבוהה.

③ מחליפי חום U-: כל צינור לחילופי חום מכופף לצורת U-, כששני הקצוות מקובעים לחלקים העליונים והתחתונים של אותה יריעת צינור, מופרדים לתוך תאי כניסה ויציאה על ידי תיבות בתוך תיבת הצינור. סוג זה של מחליף חום מבטל לחלוטין מתח תרמי ויש לו מבנה פשוט יותר מאשר מחליפי חום עם ראש צף, אך קשה לנקות את צד הצינור.

④ מחליפי חום סרט חום של Vortex: מחליפי חום סרט חום של Vortex משתמשים בטכנולוגיית העברת החום העדכנית ביותר של סרט חום מערבולת. על ידי שינוי מצב תנועת הנוזל, הם מגבירים את אפקט העברת החום. כאשר המדיום עובר על פני השטח של צינורות המערבולת, הוא שורק בחוזקה את פני הצינור, ובכך משפר את יעילות העברת החום. היעילות המקסימלית יכולה להגיע ל-10000 W/m² מעלות. מבנה זה משיג גם עמידות בפני קורוזיה, עמידות בטמפרטורות גבוהות, עמידות בלחץ גבוה ופונקציות נגד- אבנית. לסוגים אחרים של מחליפי חום יש דפוס זרימה- קבוע בתעלת הנוזל, היוצר זרימה סביב משטח צינור חילופי החום, מה שמפחית את מקדם העברת החום ההסעה.