Alfa Nova - Alfa Laval's revolutionary heat transfer technology

Abstract

Developments in technology and the growing demands of today's refrigeration market are stimulating equipment manufacturers to create a new level of technology. Alfa Laval has developed the completely unique Alfa Nova stainless steel plate heat exchanger. Alfa Laval's vast experience and global leadership in heat-exchange equipment for refrigeration has made this project a success.

Full Text

История лидерства компании Альфа Лаваль в области производства пластинчатых паяных теплообменников берет начало в 70-х годах прошлого века. Тогда на рынок холодильной техники было предложено абсолютно новое решение - меднопаяный пластинчатый теплообменник для систем охлаждения жидкостей. Такие преимущества данного типа оборудования, как компактность и прочность, высокий коэффициент теплопередачи, простота монтажа, получили заслуженную оценку как у производителей, так и у потребителей холодильного оборудования. В дальнейшем данный тип оборудования динамично развивался - был предложен ряд конструктивных новинок, запатентованных компанией Альфа Лаваль:

• Equalancer system - система равномерного распределения двухфазного потока хладагента по поверхности теплообменника;
• Dualaced system - система двух независимых контуров хладагента и одного контура хладоносителя, комплектно реализованная в одном теплообменнике.

Сегодня компания Альфа Лаваль имеет устойчивую позицию лидера на рынке меднопаяных пластинчатых теплообменников.

Внешний вид теплообменника

Развитие промышленной холодильной техники с использованием аммиачных холодильных машин потребовало нового решения от поставщиков теплообменного оборудования. Никельпаяные теплообменники стали новым шагом компании Альфа Лаваль в области производства пластинчатых теплообменников. Первые такие аппараты были созданы в 80-х годах прошлого века. Наибольшее применение никельпаяные теплообменники в качестве испарителей, переохладителей и предконденсаторов получили в производстве компактных аммиачных чиллеров.

Таким образом, положительный опыт компании Альфа Лаваль в технологии производства паяных теплообменников составляет более 30 лет.

Новым прорывом в технологии пластинчатых теплообменников стал цельнопаяный аппарат Alfa Nova из нержавеющей стали. Впервые в мире компанией Альфа Лаваль было предложено использование идентичных материалов как в пластинах теплообменника, так и в припое. Метод изготовления теплообменника получил название Alfa Fusion и был запатентован компанией в 2003 г.

В теплообменниках серии Alfa Nova пластины и припой сделаны из нержавеющей стали марки AISI 316. Паяное соединение в этом случае позволяет получить плотный контакт между пластинами, а однородность материала в теплообменнике обеспечивает его высокие механико-прочностные и термические характеристики.

Технология Alfa Fusion применима в очень широком диапазоне рабочих температур: максимальная температура составляет 550°С (при стандартном методе пайки теплообменников предел равен 225°С).

Особого внимания заслуживает высокий уровень усталостной прочности теплообменников, изготовленных по данной технологии. Так, аппарат Alfa Nova выдерживает 2 млн рабочих циклов (изменение давления от 0 до 30 бар и температуры от 15 до 115 °С за один цикл). Стандартный вариант паяного теплообменника рассчитан лишь на 200 000 рабочих циклов.

Принцип распределения потоков в пластинчатом теплообменнике

Изготовление теплообменников из одного материала - нержавеющей стали - позволяет повысить уровень антикоррозионной стойкости аппаратов, применять их в пищевых производствах.

Сейчас теплообменники по технологии Alfa Fusion производят только из нержавеющей стали марки AISI 316, но в перспективные планы входит применение также других типов материалов.

Компанией Альфа Лаваль проведен сравнительный анализ различных типов теплообменного оборудования (см. таблицу) с оценкой результатов по пятибалльной системе (1- самые плохие показатели; 5 - наилучшие показатели).

Таблица. Сравнительный анализ теплообменников различных типов

Сравнительные показатели	S&T	СВ	NB	SW	РНЕ	WPHE	Alfa Nova
Размер теплообменника	1	5	5	3	3	4	5
Объем хладагента	1	5	5	5	5	4	5
Соотношение цены и эффективности работы	2-3	5	5	3	3	1	4
Рабочая температура	3-5	4	1	3	3	5	3
Рабочее давление	3-5	4	4	2	2	5	5
Усталостная прочность	3-5	3	1	5	5	4	4
Коррозионная устойчивость	3-5	3	4	5	5	4	4
Сопротивление разрушению при замерзании	3-5	3	1	5	5	2	3
Уровень экологичности и гигиеничности	2	4	2	4	4	2	5
S&T - кожухотрубные теплообменники; СВ - меднопаяные пластинчатые теплообменники; NB - никелепаяные пластинчатые теплообменники; SW - полусварные пластинчатые теплообменники; РНЕ - разборные пластинчатые теплообменники; WPHE - цельносварные пластинчатые теплообменники.

Приведенные данные позволяют сделать вывод, что новый тип теплообменного аппарата Alfa Nova при компактной конструкции и относительно невысокой стоимости имеет отличные эксплуатационные характеристики и может быть использован в технологиях с высоким уровнем экологической безопасности. 

Основные области применения этого типа теплообменников:

•  аммиачные холодильные машины и абсорбционные машины;

•   оборудование для пищевых производств;

•   компрессорно-дизельное оборудование;

• оборудование для теплоснабжения и отопления.

Первый стандартный теплообменный аппарат нового типа NSH 76 имеет следующие рабочие характеристики:

Минимальная рабочая температура, °С                                    -50

Максимальная рабочая температура, °С                                 +175

Минимальное рабочее давление                                          Вакуум

Максимальное рабочее давление, бар                                         25

Вместимость рабочего канала, л                                               0,25

Максимальный расход, м³/ч                                                       34

Материал теплообменника                                        Нержавеющая сталь

                                                                                          AISI316

Теплообменники серии NSH 76 с октября 2003 г. поставляются компанией Альфа Лаваль для производителей холодильных систем в России.