为什么不考虑使用列管式热交换器来实现恒温恒湿呢?这类换热器虽然结构简单、紧凑且造价便宜,但在管外进行机械清洗是不可行的。其特点在于管束连接在管板上,后者分别焊接在外壳的两端,并通过顶盖与壳体相连。此外,顶盖和壳体之间还配有流体进出口的接口。而通常情况下,在管外会安装一系列垂直于管束的挡板。
然而,这种设计存在一个问题。当管壁与壳壁之间出现较大温差时,由于它们的热膨胀性质不同,将产生很大的温差应力。这可能导致pipe扭曲或从管板上脱落甚至损坏整个换热器设备。为了克服这种温差应力的影响,一般需要配备温差补偿装置。在温度差异超过50℃以上时,为确保安全,换热器必须具备此类补偿装置。不过,这种补偿装置(如膨胀节)只能适用于壳壁和pipe壁温度差距低于60~70℃以及压强不高的情况。如果压强超过0.6Mpa,那么由于补偿圈过厚,无法伸缩,从而失去了减少温差应力的作用。在这种情况下,就需要考虑其他更为合适的设计结构。
折叠浮头式换热器则提供了一种解决方案,其中一块pipe板通过法兰连接到外壳,而另一块则不直接连接到外壳。这使得pipe能够自由伸缩以响应温度变化,同时仍然可以保持其位置稳定性的特点。这种设计也被称作“浮头”式,因为其中的一块pipe板上的浮头允许它独立移动。一方面,它们具有清洁简便之处,因为可以将整个系统拉出进行清洗;另一方面,由于没有固定约束对Pipe进行支撑,因此当两种介质间存在较大温差时,不会因为不同的膨胀量造成对Pipe和shell之间产生额外负荷。
尽管如此,折叠浮头式也有其缺点,比如结构复杂度高且成本昂贵。因此,在实际应用中需根据具体需求选择最合适的手段来实现恒温恒湿目标。