열교환기는 일련의 "플레이트" 또는 "튜브"(열교환기 유형에 따라 다름)를 사용하여 "열 교환" 또는 "에너지 교환"을 통해 액체를 가열하거나 냉각하는 방식으로 작동합니다. 액체는 플레이트(판형 열교환기의 경우) 또는 튜브(튜브 열교환기의 경우)로 분리되며, 양조장에서는 파이프의 한쪽에는 맥주 또는 사이다 제품(예: 맥아즙)이, 다른 쪽에는 물 또는 냉매가 흐릅니다.
판형 열교환기는 양조 산업에서 두 유체 사이의 열 전달을 위해 사용됩니다. 열교환기는 액체를 정확한 온도로 가열하거나 냉각하는 가장 좋은 방법입니다. 양조장에서 열교환기의 역할을 테스트하면서 열교환기가 곧 모든 양조 작업의 필수적인 부분이 될 것임을 알게 될 것입니다. 이 글에서는 양조 장비에 사용되는 판형 열교환기의 작동 원리에 대해 설명합니다.
판형 열교환기란 무엇인가요?
판형 열교환기는 한 유체에서 다른 유체로 열 에너지를 전달하는 데 사용됩니다. 이러한 유체는 열교환기에 의해 분리되어 있기 때문에 절대 만나지 않습니다. 판형 열교환기는 여러 개의 평행한 판을 서로 겹쳐서 쌓아 올려 유체가 흐를 수 있는 채널을 만듭니다. 마주 보는 두 개의 플레이트 사이의 간격은 유체가 통과할 수 있는 채널을 제공합니다.
판형 열교환기는 어떻게 구성되나요?
열교환기는 평행한 일련의 판을 서로 겹쳐서 배치하여 그 사이에 유체가 흐르도록 일련의 채널을 형성하는 것으로 구성됩니다. 인접한 두 플레이트 사이의 공간은 유체 흐름을 위한 채널을 형성합니다.
플레이트 모서리에 있는 입구와 출구 구멍을 통해 뜨거운 유체와 차가운 유체가 열교환기의 교대로 채널을 통과할 수 있으므로 플레이트는 항상 한쪽은 뜨거운 유체, 다른 한쪽은 차가운 유체와 접촉합니다.
플레이트의 크기는 수 평방 센티미터에서 흐름에 따라 다양합니다. 단일 열교환기의 플레이트 수는 10개에서 수백 개까지 다양하므로 표면 교환 면적은 수천 평방미터에 달합니다.
판형 열교환기의 작동 원리는 무엇인가요?
판형 열교환기의 작동 원리는 두 유체의 역류 흐름에 기반합니다. 양조 산업에서 한 액체는 일반적으로 분쇄 공정에서 추출한 액체인 맥아 즙이고 다른 액체는 일반적으로 냉수 또는 글리콜입니다. 양조하는 동안 맥아즙은 찬물이나 글리콜로 원하는 온도로 냉각됩니다.
양조하는 동안 맥아 즙은 찬물이나 글리콜로 원하는 온도로 냉각됩니다. 판형 열교환기는 두 개의 주요 채널로 구성되는데, 하나는 맥아즙용이고 다른 하나는 냉각액용입니다. 두 채널은 얇은 금속판으로 분리되어 있으며, 두 유체 사이의 열 전달 능력을 극대화하도록 설계되었습니다.
맥즙은 플레이트의 한쪽에 있는 채널을 통해 흐르고 냉각 유체는 플레이트의 다른 쪽 채널을 통해 흐릅니다. 두 유체는 서로 반대 방향으로 흐르며, 맥즙은 판형 열교환기의 입구에서 출구로 흐르고 냉각 유체는 출구에서 입구로 흐릅니다. 두 유체가 서로 반대 방향으로 흐르면서 얇은 금속판을 통해 두 유체 사이에 열이 전달됩니다. 맥아즙은 냉각액에 열을 방출하고, 냉각액은 열을 흡수하여 멀리 운반합니다.
판형 열교환기에서 흐름은 대각선입니다. 뜨거운 액체는 위쪽에서 들어와 아래쪽에서 나가는 반면, 차가운 액체는 아래쪽에서 들어와 위쪽에서 나갑니다. 따라서 효율이 최고 수준에 도달합니다.
다양한 유형의 판형 열교환기
- 브레이징 판형 열교환기: 냉동 및 산업용 애플리케이션용
- 개스킷형 판형 열교환기: HVAC, 식품, 양조, 제약 등 다양한 산업에 적합합니다.
- 용접식 판형 열교환기: 석유, 가스, 화학 산업에서 사용됩니다.
- 반용접 판형 열교환기: 용접 판과 개스킷 판의 사용을 결합한 방식입니다. 열교환기는 함께 용접된 두 세트의 판으로 구성됩니다.
판형 열교환기의 장점
- 효율성: 판형 열교환기는 두 유체 사이에 열을 전달하므로 정밀한 온도 제어가 중요한 양조 산업에 이상적입니다.
- 컴팩트한 사이즈: 판형 열교환기는 크기가 작아 양조 장비에 설치 및 사용이 간편합니다.
- 세척의 용이성: 판형 열교환기는 청결이 제품의 품질을 유지하는 데 중요하기 때문에 양조 산업에서 중요한 세척이 용이하도록 설계되었습니다.
- 비용 효율적입니다: 판형 열교환기는 운영 비용이 효율적이기 때문에 중소형 양조장에서 많이 선택하는 제품입니다.
양조장에 가장 적합한 열교환기
그렇다면 어떤 열교환기가 가장 좋을까요? 여러 가지 요인에 따라 달라집니다.
여러 가지 유형의 열교환기가 적합할 수 있지만 양조장에 가장 적합한 열교환기는 판형 열교환기 또는 튜브 열교환기입니다.
양조장에서 열교환기를 사용할 때 고려해야 할 사항 중 하나는 음료에 침전물이 많이 포함되어 있는 경우가 많다는 것입니다. 효모, 맥아즙, 보리 알갱이 및 기타 침전물로 인해 열교환기를 막는 침전물이 생길 수 있지만 판형 및 튜브형 열교환기는 모두 유지 관리, 청소 및 서비스 제공이 가능합니다.
판형 열교환기
판형 열교환기는 양조장에 적합합니다. 양조업자는 혼합물을 휘저어 처리하기 전에 침전물을 가라앉히거나 펌핑하기 전에 재료가 부딪히지 않도록 주의하는 등 침전물을 줄이기 위한 조치를 취할 수 있습니다. 쉘 및 튜브 열교환기는 수리를 위해 더 많은 공간이 필요한 반면, 판형 열교환기는 큰 공간 없이 분해할 수 있기 때문에 수리도 더 쉽습니다.
튜브 열교환기
많은 양조업자는 침전물로 막힐 가능성이 적은 튜브 열교환기를 선호할 수 있습니다. 실제로 튜브 열교환기는 침전물이 많이 포함된 액체(예: 맥주)를 처리하도록 설계되었기 때문에 쉘과 튜브 열교환기가 막힐 위험이 거의 없습니다. 또한 열교환기를 재조립하기 전에 양쪽 끝의 밸브 캡을 제거하고 튜브를 닦은 후 스프레이를 뿌려주면 되기 때문에 제자리에서 쉽게 청소할 수 있습니다. 많은 사람들에게 이것이 첫 번째 선택일 수 있습니다. 쉘과 튜브 열교환기가 막힐 위험이 없습니다.
재질
또 다른 고려 사항은 티타늄 플레이트와 스테인리스 스틸 중 어떤 소재가 가장 적합할까요? 고객과 함께 열교환기를 선택하는 엔지니어가 고객의 요구에 더 적합한 것이 무엇인지 알려줄 수 있습니다.