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열교환기 제조 원가 동인

철도 산업 및 Boyd 솔루션

Last updated Jan 27, 2025 | Published on Aug 28, 2019

열교환기 제작 비용을 결정하는 주요 요인

Manufacturing costs can be greatly impacted by demand, but this is not necessarily within the thermal or design engineers’ control. However, you can reduce costs by understanding how core and frame materials, interface tolerances, coatings, and other requirements can affect the cost of a heat exchanger. By involving your heat exchanger manufacturer early in the design process, you’ll be able to identify the manufacturing cost drivers and select the most cost effective design.

코어 및 프레임 재료

코어 및 프레임 재료 사양은 열교환기 의 비용에 크게 추가 될 수 있습니다. 튜브, 핀 및/또는 판금으로 구성될 수 있는 코어는 다양한 금속을 사용하여 제조할 수 있습니다. 열교환기에서 가장 일반적으로 사용되는 금속은 구리, 알루미늄 및 스테인리스 스틸입니다. 이러한 금속의 비용은 지난 몇 년 동안 크게 상승하여 총 열교환기 비용의 퍼센트가 훨씬 더 커졌습니다. 스테인레스 스틸은 구리 또는 알루미늄보다 비싸기 때문에 스테인레스 스틸을 필요로하지 않는 한 구리 또는 알루미늄을 선택하는 것이 좋습니다. 열교환기는 니켈, 큐크로니켈, 하스텔로이®, 요®, 티타늄 또는 기타 금속을 사용하여 제조될 수도 있습니다. 그러나, 이러한 금속은 높은 비용으로 인해 자주 사용되지 않습니다.

일반적으로 코어의 재료는 유체 경로 금속이 응용 분야에 선택한 냉각수와 호환되도록 지정됩니다. 예를 들어 스테인리스 스틸은 탈이온수와 함께 사용하도록 지정될 수 있지만, 큐크로니켈은 바닷물과 함께 사용하도록 지정될 수 있습니다. 열교환기 코어 재료는 또한 중량에 기초하여 선택될 수 있다. 알루미늄과 티타늄은 금속의 밀도가 낮기 때문에 군사 및 항공 우주 응용 분야에 우선합니다.

핵심 비용은 선택한 열교환기의 종류에 따라 달라질 수 있습니다. 비용 변동은 특정 열교환기를 만드는 데 필요한 재료의 양과 부품 제조에 필요한 공장 시간의 양으로 인해 제공됩니다. 제조하는 열교환기의 가장 저렴한 유형은 구리 튜브 핀 열교환기입니다. 스테인레스 스틸 튜브 지느러미 열교환기는 스테인레스 스틸은 무게에 의해 더 비싸기 때문에 구리보다 더 비싸다, 그것은 펀치에 더 많은 시간이 필요하고, 용접해야합니다. 튜브 핀 열교환기와 마찬가지로 진공 납땜 플랫 튜브 오일 쿨러 열교환기는 비교적 쉽게 생산할 수 있습니다. 반대로, 생산하는 열교환기의 가장 비싼 유형은 진공 브레이징 플레이트 핀 열교환기입니다.

비용을 추가할 수 있는 다른 열교환기 사양은 열교환기의 프레임을 코어에 부착하는 데 사용되는 재료 및 프로세스입니다. 팝 리벳은 가장 저렴한 옵션이며, 그 다음에 나사와 용접이 뒤따릅니다. 나사는 팝 리벳보다 조금 더 강도를 제공 할 것입니다. 플랫 튜브 열교환기 프레임은 일반적으로 리벳 또는 용접과 함께 부착됩니다. 용접을 통해 충격과 진동을 더 잘 처리할 수 있는 더욱 강력하고 신뢰할 수 있는 부품이 생성됩니다. 무게에 민감한 응용 분야(예: 공중 응용 분야)에 사용되는 플레이트 핀 열교환기와 같이 공간과 무게가 문제가 있는 경우에도 용접이 바람직합니다. 용접은 무게를 추가 할 수있는 리벳을 사용할 필요가 없습니다. 또한 리벳은 용접보다 더 큰 열교환 기 프레임이 필요할 수 있으며, 리벳은 열교환기 프레임과 코어를 통과하고 효과적으로 함께 보유하기 위해 넓은 금속 단면이 필요하기 때문에 그렇습니다. 그러나 용접 공정에 관련된 추가 공장 시간으로 인해 용접은 다른 두 가지 방법보다 더 비쌉니다.

열교환기 설치를 위한 인터페이스 공차

코어 및 프레임 재료 후, 장착 및 배관 기능에 대한 인터페이스 공차 사양은 다음으로 큰 비용 동인입니다. 장착 기능의 경우 가장 비용 효율적인 방법은 개별 판금 부품에 장착 피쳐를 설계하는 것입니다. 이렇게 하면 ±0.03"에서 ±0.06"(±0.076cm ~ ±0.1.52 cm)에 이르는 허용 오차를 얻을 수 있습니다. 더 엄격한 허용 오차가 필요한 경우, 제품은 최종 생산 단계에서 가공되어야 하며, 추가 기계 시간이 필요합니다. 열교환기는 금속 칩이나 가공으로 인한 냉각수로 인한 오염 위험이 있으므로 주의해야 합니다. 따라서 이 추가 가공 단계는 비용에 크게 추가될 수 있습니다.

일반적인 배관 허용 오차는 ± 1/8"- ± 3/16"(± 0.318 cm ~ ± 0.476 cm) 구리 튜브 지느러미 열교환기 및 ± 1/8"(± 0.318 cm) 스테인레스 스틸 및 알루미늄 제품의 경우입니다. 배관에 더 엄격한 허용 오차가 필요한 경우, 더 비싼 툴링과 인건비 및 검사 시간 도 증가해야 합니다. 기성품 배관 피팅은 비용이 가장 적게 들지만 허용 오차가 느슨합니다. 3/8"(0.953cm) ID 호스와 결합하고 클램프로 고정되는 비드 튜브 피팅은 엄격한 허용 오차가 필요하지 않으므로 이러한 유형의 피팅을 선택하면 비용을 낮게 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 가장 비싼 피팅 옵션은 맞춤형 가공 피팅입니다.

열교환기 및 냉판 용 코팅

열 관리 솔루션 보호를 위한 마감

Custom heat exchangers and cold plates are often coated for corrosion protection or for cosmetic purposes. Chemical conversion coating, anodization, e-coating, and painting are four coating options that will help to minimize corrosion and/or result in a more attractive component. One of the most widely used coating options is chemical conversion coating or chromate conversion coating, also known as “Chem Film” or alodine. Conversion coating helps to minimize surface oxidation and is often specified for military as well as commercial heat exchangers and cold plates. It also sometimes serves as a surface preparation for paint.

양극 처리

알루미늄을 보호하는 데 사용할 수있는 또 다른 옵션은 양극 산화 처리입니다. 아노다이징은 금속 표면에 가까운 결정 구조를 수정하여 부식과 마모를 최소화합니다. 더 큰 부식 방지기능으로 더 단단한 부품을 생성합니다. 그러나, 화학적 변환 코팅보다 더 비싸다.

크로메이트 마무리 화학 필름을 가진 격판덮개 지느러미 열교환기
블랙 아노다이징 마감 처리된 섀시

전착 또는 E-코트

부식 방지를 제공하는 세 번째 코팅 방법을 전착 또는 전기 코팅이라고도 하는 e-coat라고 합니다. DC 전하가 반대로 충전된 페인트 입자의 욕조에 침지된 금속 부품에 적용됩니다. 페인트 입자는 금속 부품에 그려지고 페인트는 부품에 증착되어 전체 표면에 균일하고 연속적인 필름을 형성합니다. 여기에 설명된 네 가지 유형의 코팅 중 가장 비싼 부식 방지 유형입니다.

페인트

열교환기 및 냉판은 부식 방지 또는 미용 목적으로 도색될 수 있습니다. 예를 들어, 코팅되지 않은 구리는 시간이 지남에 따라 색상이 변할 수 있기 때문에 구리 열교환기는 때때로 미학을 위해 그려집니다.

열교환기 및 냉판에 대한 가장 일반적인 코팅 중 네 가지이지만 OEM(원래 장비 제조업체)에서 사용할 수 있는 코팅 옵션이 많이 있습니다.

Tube Fin Heat Exchanger With Black E Coat

열교환기 코팅

또 다른 중요한 비용 동인은 부식 방지 또는 화장품 목적을 위한 열교환기 코팅입니다. 알루미늄은 다른 금속보다 더 쉽게 부식되기 때문에 부식 방지용 코팅은 알루미늄 열교환기에서 가장 일반적입니다. 부식을 최소화하기 위해 열교환기 코팅에는 화학 변환 코팅, 양극 산화 처리, 전자 코팅 및 도장과 같은 여러 가지 유형이 있습니다.

가장 널리 사용되는 코팅 옵션 중 하나는 표면 산화를 최소화하는 화학 변환 코팅 또는 크로메이트 변환 코팅("Chem Film"이라고도 함)입니다. 대부분의 정부 및 상업용 열교환기 엔지니어링 사양은 알루미늄이 화학 변환 코팅을 하도록 요구합니다(군사 표준 MIL-DTL-5541F, 이전 MIL-C-5541E 기준).

Chem Film 외에도 알루미늄을 보호하는 데 사용할 수 있는 또 다른 옵션은 양극 산화 처리입니다. 아노다이징은 금속 표면에 가까운 결정 구조를 수정하여 부식과 마모를 최소화합니다. 더 큰 부식 방지기능으로 더 단단한 부품을 생성합니다. 그러나 일반적인 코팅이 아니며 화학 변환 코팅보다 더 비쌉니다.

부식 방지를 제공하는 세 번째 코팅 방법을 전착 또는 전기 코팅이라고도 하는 e-coat라고 합니다. DC 전하가 반대로 충전된 페인트 입자의 욕조에 침지된 금속 부품에 적용됩니다. 페인트 입자는 금속 부품에 그려지고 페인트는 부품에 증착되어 전체 표면에 균일하고 연속적인 필름을 형성합니다. 그것은 열 교환기 부식 보호의 가장 비싼 유형입니다.

열교환기는 부식 방지 또는 미용 목적으로 페인트로 코팅될 수도 있습니다. 예를 들어, 코팅되지 않은 구리는 시간이 지남에 따라 색상이 변할 수 있기 때문에 구리 열교환기는 때때로 미학을 위해 그려집니다. 에폭시 페인트 응용 프로그램의 경우 열교환기당 비용은 열교환기당 $10-$200입니다. 도료 도플리케이션의 비용은 코팅 자체뿐만 아니라 코팅될 표면적의 양에 따라 달라집니다. 코팅 또는 도장 선택을 결정하기 위해 비용에 대한 추가 내식성 또는 개선 된 외관의 값을 무게. 열교환기의 지속을 얼마나 원하십니까? 열교환기를 볼 수 있고 최종 사용자에게 열교환기 모양이 얼마나 중요합니까? 병원의 장비에 열교환기의 모양은 공장에서 장비에 열교환기의 모양보다 더 중요 할 가능성이 높습니다.

열교환기 설계 및 제조 파트너십

설계 단계 초기에 열교환기 제조업체와 협력하거나 설계를 인쇄하기 위해 빌드에서 유연하게 작업하면 비용을 절감할 수 있습니다. 열교환기 제조에서 가장 큰 비용 동인은 연간 수요이지만 열 및/또는 부품 엔지니어가 일부 제어할 수 있는 다른 많은 요인이 있습니다. 모든 사양이 비용을 증가시킬 수 있기 때문에 모든 사양에 대한 이유가 있는지 확인하십시오. 코어 및 프레임 재료, 허용 오차 및 코팅 사양에 대한 설명이 있는 경우 응용 분야에 필요한지 여부를 결정하는 것이 중요합니다. 또한 열교환기 설계와 사용되는 제조 공정에 많은 대안이 있다는 것을 깨닫는 것이 중요합니다.

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