Výměníky typu VTT - trubka v trubce

Použití:

Jsou určeny především pro aplikace, kde je požadovaný velmi malý průtok dané tekutiny – produktu. Běžně jsou to chladiče vzorků a podobně.

Charakteristika:

Výměníky slouží pro ohřívání nebo ochlazování v podstatě libovolných kapalin a plynů, které neobsahují pevné částice. Pracovat mohou jako výměníky pára – kapalina ( přesněji pára – tekutina ), nebo kapalina – kapalina ( přesněji tekutina – tekutina ). Ohřívaná kapalina může proudit uvnitř vnitřní trubky ale stejně tak vně této vnitřní trubky. Zapojení může být protiproudé ale i souproudé.

Výměník tepla trubka v trubce se skládá ze dvou trubek, vnější a vnitřní, kdy vnitřní trubka je vsunuta do trubky vnější, které jsou následně společně svinuté. Toto uspořádání, tím že postrádá trubkovnice, předchází možné tepelné a mechanické únavě trubkovnic, které jsou pevnostně kritickou součástí běžných výměníků. Toto řešení zvyšuje efektivitu výroby a redukuje celkovou velikost výměníku, při zachování jeho vysoké štíhlosti. To je ideální řešení pro aplikace s vysokou teplotou, vysokým tlakem a nízkým průtokem.

Aseptické modely jsou navržené tak, aby splňovaly požadavky jak vysoké kvality, tak hygienických standardů farmaceutického průmyslu. Veškeré plochy v kontaktu s produktem jsou elektrolyticky leštěny na Ra < 0,8 μm. Vzhledem ke konstrukci výměníku není zde prakticky žádné riziko křížové kontaminace mezi produktem a provozní topnou nebo chladící kapalinou. Aseptický produkt – CIP kapalina proudí uvnitř vnitřní trubky, která má elektrolyticky leštěný vnitřní povrch.

Standardní neaseptické modely mají trubičky neleštěné.

Nejběžnější model VTT 8/5-2 má ve vnější trubce průměru 8x0,6 vsunutou trubku průměru 5x0,5. Obě trubky jsou délky 2 m. Ukončení trubek je možné na Clampový spoj pro aseptické provedení, dále na závit případně na příruby nebo jsou konce určené pro navařování nebo letování tvrdou pájkou. Provedení je zřejmé z přiloženého „náčrtku zakončení“.

K výměníkům trubka v trubce má výrobce k dispozici velmi dokonalý matematický popis jejich fyzikálních vlastností - výpočtový program, který umožňuje výpočet konkrétního pracovního bodu výměníku tepla podle objednatelem zadaného zapojení, výkonu, teplot a ostatních požadovaných parametrů. Spolu s podrobným protokolem jsou z výpočtového programu k dispozici také grafy průběhů jednotlivých fyzikálních veličin ( teplot, tlaků, součinitelů přestupu a prostupu tepla a Reinoldsova čísla ) podél teplosměnné plochy výměníku. Z těchto grafů je možné velice dobře posoudit chování výměníku pro danou aplikaci. Výpočtové programy, pro aplikaci kapalina – kapalina VTT k-ka další pro aplikaci pára – kapalina VTT p-k, nejsou uvolněny pro komerční použití. V odstavci „9. ostatní tepelné výpočty“ je ukázka zadávací obrazovky programu VTT k-k.

Výpočtový program umožňuje návrh výměníku trubka v trubce s použitím libovolných dimenzí vnitřní i vnější trubky a libovolné síly stěny. Dále v podstatě v libovolné délce trubek. Materiálově je možné vybírat z běžných kovových materiálů. Zásadním technickým problémem potom zůstává, jestli je možné vypočítaný výměník následně také vyrobit a jeho konečný tvar, s ohledem na použitelné poloměry ohybů.

Možné užití výměníků VTT

Výměníky VTT vhodně doplňují výměníky řady VTM především v oblastech kdy je vyžadován vysoký provozní tlak, vyšší teploty a velmi malá průtočná množství. Vzhledem k malým vnitřním objemům nejsou vesměs tyto výměníky tlakovým zařízením. I v případě, že by byl výměník tlakové zařízení, je výpočtově poměrně snadno doložitelný. Odpadá tady nutnost zadávat provedení komplikovaného pevnostních výpočtů trubkovnice.

Trubky výměníku není nutné skružovat pouze do spirály, ale je možné tvarování i do jiného vhodného tvaru (např. tvar „U“, apod.)

Jeho nevýhody:

Jeho výhody: