Оглавление
Принцип работы
Ключевой принципы работы пластинчатого теплообменника: передача тепловой энергии от согревающего потока к нагреваемому через пакет специальных пластин. В ходе этого не происходит смешивания сред, контакт выполняется исключительно за счёт пластин (толщина каждой может составлять до 1 мм). Среды движутся по разные стороны одной пластины, из-за чего происходит чередование горячего и холодного потоков.
Общий блок прибора конструируется из пластин гофрированного типа (обычно выполняются из стали, но могут быть сделаны из другого материала, если этого требует ТЗ, сформированное для проекта) с ровным рельефом. В конструкции они тесно прижимаются друг к другу. На участках, где потоки могут смешиваться, на периферийных частях, добавляется специальный уплотнитель, выполняющий функцию герметика, препятствующий смешиванию.
При сборе конструкции задействуется холодная штамповка, каждая новая пластина блока пластинчатого теплообменника поворачивается на 180 градусов по отношению к предыдущей, получается изгиб рифления ряда каналов для правильного прохождения воды. Чередование потоков в блоке происходит за счёт сбора в коллекторы, получаемые из отверстий в верхней и нижней части пластины.
Рельефность повышает теплотехнические свойства, а также увеличивает степень самоочистки застойных областей, снижает отложения накипи (или иных загрязняющих элементов) на поверхности. Благодаря этому обслуживание прибора не представляет особых сложностей и позволяет провести все технические процедуры самостоятельно, изрядно сэкономив при этом.
Типы теплообменников для систем ГВС
Среди множества типов различных агрегатов бытовых условиях используются только два – пластинчатые и кожухотрубные. Последние практически исчезли с рынка вследствие больших габаритов и низкого КПД.
Чем выше количество или размер пластин в устройстве – тем больше площадь полезного теплообмена и выше производительность. У многих моделей на направляющей балке между станиной и запорной (крайней) плитой остается достаточно пространства, чтобы установить несколько плит аналогичного типоразмера. В этом случае дополнительные плиты всегда устанавливаются парами, иначе потребуется менять направление «вход-выход» на запорной плите.
Все пластинчатые устройства можно разделить на:
Предлагаем ознакомиться: Банные печи с баком для воды
- Разборные (состоят из отдельных плит)
- Паяные (герметичный корпус, не разборные)
Преимущество разборных агрегатов заключается в возможности их доработки (добавление или удаление пластин) – в паяных моделях эта функция не предусмотрена. В регионах с низким качеством водопроводной воды такие экземпляры можно разбирать и очищать от мусора и отложений вручную.
Среди множества типов различных теплообменников в бытовых условиях используются только два – пластинчатые и кожухотрубные. Последние практически исчезли с рынка вследствие больших габаритов и низкого КПД.
Пластинчатый теплообменник ГВС представляет собой ряд гофрированных пластин на жесткой станине. Все пластины идентичны по размерам и конструкции, но следуют в зеркальном отражении друг к другу и разделяются специальными прокладками – резиновыми и стальными. В результате строгого чередования между парными пластинами образуются полости, которые заполняются теплоносителем или нагреваемой жидкостью – смешение сред полностью исключено.
Чем выше количество или размер пластин в теплообменнике – тем больше площадь полезного теплообмена и выше производительность теплообменника. У многих моделей на направляющей балке между станиной и запорной (крайней) плитой остается достаточно пространства, чтобы установить несколько плит аналогичного типоразмера. В этом случае дополнительные плиты всегда устанавливаются парами, иначе потребуется менять направление «вход-выход» на запорной плите.
Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника ГВС
Все пластинчатые теплообменники можно разделить на:
- Разборные (состоят из отдельных плит)
- Паяные (герметичный корпус, не разборные)
Более высокой популярностью пользуются паяные пластинчатые теплообменники – из-за отсутствия зажимной конструкции они имеют более компактные размеры, чем разборная модель аналогичной производительности. производит подбор и продажу паяных пластинчатых теплообменников ведущих мировых брендов – Alfa Laval, SWEP, Danfoss, ONDA, KAORI, GEA, WTT, Kelvion (Кельвион Машимпэкс), Ридан. У нас вы можете купить теплообменник ГВС любой производительности для частного дома и квартиры.
- Небольшие габариты и вес
- Более строгий контроль качества
- Продолжительный срок службы
- Устойчивость к высоким давлениям и температурам
Очистка паяных теплообменников выполняется безразборным методом. Если по истечении определенного периода эксплуатации начали снижаться теплотехнические характеристики, то в аппарат на несколько часов заливается раствор реагента, удаляющего все отложения. Перерыв в работе оборудования составит не более 2-3 часов.
Виды пластинчатых теплообменных аппаратов и их применение
По способу соединения теплообменных пластин теплообменник может быть:
- разборной;
- паяный;
- полусварной;
- сварной.
Конструкция и принцип работы разборных пластинчатых ТО были описаны выше. Рассмотрим более подробно особенности конструкции и область применения паяных, полусварных и сварных теплообменников.
Паяный пластинчатый теплообменник
Агрегат широко используется для:
- нагрева и охлаждения рабочих сред;
- испарения;
- конденсации;
- утилизации и рекуперации тепловой энергии.
Теплообменные пластины ППТО изготавливаются из нержавеющей стали. Сборка пакета осуществляется аналогично с разборными теплообменниками, после чего производится пайка медным или никелевым припоем, в зависимости от агрессивности рабочей среды: для более агрессивных сред используется никель.
К наиболее существенным преимуществам паяных ПТО можно отнести:
- высокую надежность;
- возможность работы в широком температурном диапазоне;
- легкость и небольшие габариты;
- надежность конструкции;
- простоту монтажа и технического обслуживания;
- доступную стоимость.
Особенно хорошо паяные ПТО зарекомендовали себя в холодильных и замкнутых отопительных системах.
Полусварные пластинчатые теплообменники
Главной конструктивной особенностью полусварных теплообменников является попарное сваривание штампованных пластин, в результате чего формируется отдельный герметичный модуль. Сборка ПСПТО осуществляется также, как и разборного теплообменника, различие состоит в том, что вместо отдельных пластин используются готовые сварные модули.
Между первичными и вторичными модулями устанавливаются прокладки из термостойкой резины. Отсутствие внутренних прокладок позволяет существенно увеличить рабочее давление в системе и температуру рабочей среды.
Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам ПСПТО получили широкое распространение следующих областях:
- в системах вентиляции и кондиционирования;
- в химическом и фармацевтическом производстве;
- в пищевой промышленности;
- в системах рекуперации;
- в отопительных системах;
- в системах централизованной подачи горячей воды.
Среди наиболее значимых преимуществ данной конструкции можно выделить:
- широкий диапазон рабочих температур;
- отсутствие герметизирующих прокладок;
- инертность к агрессивным рабочим средам;
- простоту монтажа и технического обслуживания.
В отличии от сборных ПТО, полусварные агрегаты практически полностью исключают возможность неправильной сборки.
Сварные пластинчатые теплообменники
Отсутствие уплотнений является главной особенностью конструкции сварных теплообменных аппаратов. Гофрированные пластины сварены в один блок, в котором рабочая среда протекает по внутренним каналам, а нагреваемая – по внешним.
Применяются СПТО при работе с агрессивными средами при повышенных температурах и высоком давлении рабочих сред.
Конструктивные особенности сварных теплообменников обеспечивают следующие преимущества:
- компактность;
- высокий коэффициент теплопередачи;
- незначительные теплопотери;
- простоту технического обслуживания.
Отсутствие уплотнений в сварных ПТО обеспечивает полную герметичность рабочих каналов, что позволяет работать в экстремальных условиях.
Разновидности
Классифицировать кожухотрубные теплообменники можно по разным признакам. Например, они разнятся диаметром, длиной, техническими характеристиками и уровнем давления. Их диаметр может составлять 15,9-30 см, длина – от 10 см до нескольких десятков метров. Давление достигает 160 кг/см2. Различается и тип установки. Популярны варианты со встроенными трубчатообразными решетками. Составляющие элементы имеют жесткую сцепку. Это модификации с неподвижными трубными решетками. Они надежно приварены к внутренней стороне кожуха и скреплены с трубками.
Данные устройства применяются в нефтяной и химической промышленности. По объему реализуемой продукции они составляют ¾ всего выпускаемого ассортимента. В ассортименте производителей есть модели с температурным линзовым компенсатором. Такие устройства называют полужесткими. В отличие от предыдущих видов они снабжены упругими вставками в расширителях. За счет этого возмещается тепловое удлинение.
Эта продукция с небольшим диаметром, которая функционирует при небольшом давлении. Несмотря на расширение рабочего температурного диапазона, у систем ограничены возможности давления. Популярные виды теплообменников – варианты с U-образными трубами. У них изогнута форма, поскольку оба конца сваркой прикреплены к единой решетке с разворотом на 180 градусов и радиусом в 4 поворота трубки. Из-за этого трубы теплообменных систем называются свободно удлиняющимися. Популярными разновидностями являются модификации с плавающей головкой. Конструкции имеют подвижную решетку, которая передвигается по системе одновременно с крышкой.
Данные модели считаются усовершенствованными версиями кожухотрубных теплообменников. Несмотря на более высокую стоимость, они востребованы, ввиду своей надежности. Кроме вышеописанных видов, в продаже встречаются изделия с комбинированным типом наполнения. Они могут оснащаться встроенной плавающей головкой и компенсатором. По строению трубы внутри горизонтального либо вертикального аппарата бывают с прямым и змеевидным расположением. Разница между типами заключена в количестве трубных решеток. У вариантов первого типа их две. У аналогов второго приспособления единственное. Тип расположения определяет количество выходов из прибора, по которым движется теплоноситель, наполняющий аппарат.
По направлению передвижения
В зависимости от направления перемещения выделяют 3 вида агрегатов: прямоточные, противоточные, перекрестноточные. Каждый вид имеет свои особенности. Помимо вертикального и горизонтального, теплонагреватель может располагаться под заданным углом. Помимо этого, теплообменник бывает одноходовым, двухходовым, многоходовым (четырехходовым, шестиходовым).В одноходовой разновидности устройства циркуляция теплового носителя происходит по ограниченному контуру. Классическим примером является водонагреватель ВВП, который используется в отопительных системах.
Данное оборудование применимо там, где не имеет значение интенсивность теплового обмена. При этом показатели температуры окружающей среды практически не отличаются от данных теплоносителя. Движение в одноходовом типе аппарата проходит по кратчайшему пути. Многоходовые аналоги снабжены поперечными перегородками. Благодаря им обеспечивается перенаправление потока теплового носителя. Их покупают при потребности и высокой теплообменной скорости. Для работы в экстремальных условиях выбирают трубчатые системы со стальными либо графитовыми трубками.
По другим характеристикам
Модификации разнятся типом основного материала, за счет которого они работают. В качестве сырья на производстве используется легированная, нержавеющая, высокопрочная сталь. Сами трубки обычно бывают стальными, титановыми, латунными, медными. Применение данных материалов объясняется эксплуатацией в разных условиях, в том числе в агрессивных средах, провоцирующих ржавление.У материалов высокая сопротивляемость к коррозии.
Обычная сталь в производстве не применяется по причине низкой стойкости к ржавчине. Для кожуха используется толстая листовая сталь толщиной 4 мм. Решетки производят из стали аналогичной марки. Однако ее толщина должна составлять не меньше 20 мм. Для максимальной эффективности устройства трубы выполняют из материала с высокой теплопроводностью. Модификации разнятся назначением и количеством трубок, которое может составлять от нескольких элементов до множества.
Принципы маркировки теплообменных аппаратов
В настоящее время условные обозначения кожухотрубчатых теплообменников согласуют с международным стандартом ТЕМА в котором отражены основные принципы маркировки этого вида оборудования.
Обозначения теплообменников стандарта TEMA
Типы передних неподвижных головок по системе обозначений ТЕМА:
- A — тип – канальный, крышка – съемная;
- B — тип – колпак, крышка – сплошная;
- C — полностью канальный тип, имеется трубная доска и съемная крышка;
- N — полностью канальный тип, имеется трубная доска и несъемная крышка;
- D — оснащен специальной головкой с крышкой для работы в условиях повышенного давления.
Типы кожухов по системе обозначений ТЕМА:
- E — кожух с одним ходом в межтрубном пространстве;
- F — кожух с двумя ходами в межтрубном пространстве с продольной перегородкой;
- G — кожух с распределенным потоком;
- H — кожух с двойным расширенным потоком;
- J — кожух с разделенным потоком;
- K — ребойлер;
- X — кожух с поперечным потоком в межтрубном пространстве.
Типы задних головок по системе обозначений ТЕМА:
- L — с фиксированной трубной доской, как в неподвижной головке типа А;
- M —с фиксированной трубной доской, как в неподвижной головке типа В;
- N — с фиксированной трубной доской, как в неподвижной головке типа N;
- P — с плавающей головкой, уплотняемой снаружи;
- S — с плавающей головкой с опорным устройством;
- T — с плавающей головкой, которую можно извлечь из кожуха;
- U — головка с U-образным трубным пучком;
- W — головка с уплотняемой снаружи плавающей трубной доской.
Тип BET
Применение: нагрев жидких сред при низком давлении пара в корпусе; охлаждение газа или нефти в корпусном пространстве.
Тип AES
Применение: нередко применяется на нефтеперерабатывающих предприятиях при повышенном давлении в корпусном пространстве.
Тип BEP
Описание: Съемный трубный пучок, наружное крепление решетки, трубная решетка может быть изготовлена из кованой стали, чтобы удовлетворить требованиям по расчетному давлению на корпус возможен в разном материальном исполнении, максимально допустимое давление в трубках — до 3000 psi, корпус полностью герметичен.
Применение: при использовании особо опасных газов, при повышенном давлении в трубной части, где неисправности прокладок должны быть выявлены максимально быстро.
Тип BEM
Описание: фиксированная трубная решетка с несъемным трубным пучком, приварена непосредственно к внутренней поверхности корпуса, конструкция один или два хода.
Применение: Химическая промышленность; рабочие среды – воздух (при повышенном давлении), азот (газ в трубах, фреон в корпусе).
Тип BEU
Описание: трубки U-типа; съемный или несъемный трубный пучок; многоходовая конструкция; широкий диапазон рабочего давления и по корпусу, и по трубкам.
Применение: Химическая промышленность; подогреватели жидкостей; различные виды испарителей.
Тип AEW
Описание: Съемный трубный пучок; конструкция в один или два прохода; двойное уплотнение плавающей трубной решетки с «O-образными» кольцами и резьбовыми фиксаторами с контрольными отверстиями для обнаружения возможных утечек, корпус размером от 6 до 42; широкий диапазон рабочих давлений.
Применение: промышленные и бытовые охладители.
Достоинства и недостатки
Широкое распространение пластинчатых теплообменников обусловлено следующими достоинствами:
- компактными габаритами. За счет использования пластин существенно увеличивается площадь теплообмена, что снижает общие габаритные размеры конструкции;
- простотой монтажа, эксплуатации и технического обслуживания. Модульная конструкция агрегата позволяет легко разобрать и промыть требующие очистки элементы;
- высоким КПД. Производительность ПТО составляет от 85 до 90%;
- доступной стоимостью. Кожухотрубные, спиральные и блочные установки, при сходных технических характеристиках, стоят значительно дороже.
Недостатками пластинчатой конструкции можно считать:
- необходимость заземления. Под действием блуждающих токов в тонких штампованных пластинах могут образовываться свищи и другие дефекты;
- необходимость использования качественных рабочих сред. Поскольку поперечное сечение рабочих каналов небольшое, применение жесткой воды или некачественного теплоносителя может привести к засору, что снижает интенсивность теплопередачи.
Типовые пластины и прокладки
Пластины
Самая важная и самая дорогая часть ПТ – это его термические пластины, которые изготавливаются из металла, металлического сплава или даже специальных графитовых материалов, в зависимости от области применения.
Примеры материалов для изготовления ПТ, обычно встречающиеся в промышленном применении:
- нержавеющая сталь,
- титан,
- никель,
- алюминий,
- инколой,
- хастеллой,
- монель,
- тантал.
Пластины могут быть плоскими, но в большинстве случаев имеют гофры, которые оказывают сильное влияние на теплогидравлические характеристики устройства. Некоторые из основных типов пластин показаны на рисунке 3, хотя большинство современных ПТ используют шевронные типы пластин.
Рисунок 3 – Типичные категории пластинчатых гофр: (а) стиральная доска, (б) зигзагообразная, (в) шевронная или елочка, (г) выступы и углубления, (д) стиральная доска со вторичными гофрами, (е) косая стиральная доска.
Каналы, образованные между соседними пластинами, создают закрученное движение для жидкостей, как видно на рисунке 4.
Рисунок 4 – Турбулентный поток в каналах пластинчатого теплообменника
Угол шеврона обращен в смежных листах, так что, когда пластины затягиваются, гофры обеспечивают многочисленные точки контакта, которые поддерживают оборудование. Уплотнение пластин достигается прокладками, установленными по периметру.
Рисунок 5 – Технические характеристики пластин
Прокладки
Прокладки обычно представляют собой формованные эластомеры, выбранные на основе их совместимости с жидкостью и условий температуры и давления. Многопроходные устройства могут быть реализованы в зависимости от расположения прокладок между пластинами. Бутиловые или нитрильные каучуки – это материалы, обычно используемые при изготовлении прокладок.
Рисунок 6 – Технические характеристики прокладок
Выбор промышленного теплообменного оборудования
Для эффективного выполнения задач в промышленности теплообменник должен соответствовать требованиям технологического процесса:
- возможность регулирования и поддержания температуры рабочей среды;
- соответствие скорости циркуляции продукта необходимой минимальной продолжительности пребывания агента в системе;
- устойчивость материала теплообменника к воздействию рабочей среды;
- соответствие устройства давлению теплоносителя.
Второй важный критерий отбора – экономичность и производительность прибора, сочетание высокой интенсивности теплообмена с сохранением необходимых гидравлических показателей устройства.
Эксплуатация разных видов теплообменных устройств в промышленности
Применение теплообменников может быть построено по следующим направлениям:
- использование остаточного тепла для генерации электрической энергии;
- точная регулировка температуры во время химических процессов;
- вторичное использование энергии для бытовых потребностей;
- поддержание температуры в бытовых системах отопления в стандартизированных параметрах.
Исходя из поставленных задач, можно выбрать оптимальную модель прибора по мощности, конструкции и иным параметрам.
Пластинчатый теплообменный аппарат
Оборудование с пластинами может быть использовано в разных отраслях промышленности, в том числе пищевой. Его использование экономически целесообразно при пастеризации молока и сока, которое происходит в три шага. Подогретый на третьей стадии раствор используется как горячий теплоноситель для подогрева на двух остальных этапах. Это позволяет значительно экономить ресурсы.
Не менее распространены пластинчатые модели при обогреве паром с низким давлением. Данный прибор не пригоден для функционирования в условиях высокого давления из-за большой вероятности разгерметизации уплотнительных прокладок между пластинами.
Принципиальная схема пластинчатого теплообменного аппарата 1,3,5 — нечетные пластины; 2,4 — четные пластины; I — вход и выход первого теплоносителя; II — вход и выход второго теплоносителя
Труба в трубе
Оборудование, которое имеет небольшую площадь теплообмена и применяется только в установках малой мощности для передачи энергии в средах «газ-жидкость».
Схема теплообменного аппарата «труба в трубе» 1 — внутренняя труба; 2 — наружная труба; 3 — изогнутая соединительная труба; 4 — соединительные патрубки
Спиральные конструкции
Приборы применяются для взаимодействия рабочих сред «жидкость-жидкость». В качестве агента нередко выступает пар.
Основное назначение теплообменника: конденсаторы пониженного давления. Если теплоноситель имеет твердые частицы, волокна и иные примеси, прибор устанавливают в горизонтальном положении для предотвращения скапливания веществ в нижней части установки.
Схема спирального теплообменника
Элементные модели
Теплообменник представляет собой нескольких секций, объединенных в одну конструкцию. Его активно эксплуатируют, когда необходимо работать с высоким давлением, или теплоносители циркулируют с одинаковой скоростью без изменения агрегатного состояния.
Кожухотрубный аппарат
Установка, в которой теплоносители движутся по трубам и в межтрубном пространстве. Для увеличения скорости процесса предусмотрены решетки и перегородки. Область применения: промышленность и транспортная сфера для нагрева, охлаждения и конденсации газообразных и жидких сред.
Витые приборы
Установки участвуют в разделении газовых смесей путем глубокого охлаждения в приборах высокого давления. Один из главных недостатков конструкции – трансформация под действием температурного напряжения.
Схема витого теплообменника
Графитовые теплообменные установки
Это незаменимое оборудование на ряде предприятий. Материал устройства устойчив к коррозии и отличается высокой теплопроводностью.
Схема графитового теплообменника
Как правильно собирать теплообменник
Схема сборки зависит от конструкции. Монтаж осуществляется перед пусконаладочными работами. Перед этим нужно проверить все элементы на отсутствие дефектов. На каждую пластину монтируется уплотнительный контур, способы – клипсовый, в пазы или клеевой (устаревший). Место сборки – в схему теплового распределительного пункта или отдельно. Зависит от свободного пространства.
Порядок выполнения работ:
- Сдвиг основной, прижимной плиты до упора.
- Первая рабочая пластина устанавливается на нижнюю опору, сдвигается до неподвижной плиты. Прокладки обращены к ней.
- Последующие элементы монтируют, чередуя расположение уплотнительного контура.
- После установки последней прижимная плита максимально сдвигается к пакету.
- Монтаж шпилек, прижимных болтов. Стягивание конструкции.
- Гайки затягиваются поочередно, нужно делать 1–2 оборота за одну операцию. Причина – равномерное распределение нагрузки по всей площади.
Заключительный этап – подключение патрубков
Важно проверить герметичность всей системы, установка пластин разборного аппарата должна соответствовать схеме расположения. Поочередность – главный принцип работы теплообменников этого типа
Для соблюдения параллельности расположения прижимной, а также неподвижной плиты необходимо правильно делать стяжку шпилек, болтов. Опережение верхнего или нижнего края не должно превышать 1–2 см. В противном случае возможен перекос.
Устройство и принцип работы
Конструкция разборного пластинчатого теплообменника включает в себя:
- стационарную переднюю плиту на которой монтируются входные и выходные патрубки;
- неподвижную прижимную плиту;
- подвижную прижимную плиту;
- пакет теплообменных пластин;
- уплотнения из термостойкого и устойчивого к воздействию агрессивных сред материала;
- верхнюю несущую базу;
- нижнюю направляющую базу;
- станину;
- комплект стяжных болтов;
- Набор опорных лап.
Такая компоновка агрегата обеспечивает максимальную интенсивность теплообмена между рабочими средами и компактные габариты устройства.
Конструкция разборного пластинчатого теплообменника
Чаще всего, теплообменные пластины изготавливаются методом холодной штамповки из нержавеющей стали толщиной от 0,5 до 1 мм, однако, при использовании в качестве рабочей среды химически активных соединений, могут использоваться титановые или никелевые пластины.
Все пластины, входящие в состав рабочего комплекта, имеют одинаковую форму и устанавливаются последовательно, в зеркальном отражении. Такая методика установки теплообменных пластин обеспечивает не только формирование щелевых каналов, но и чередование первичного и вторичного контуров.
Каждая пластина имеет 4 отверстия, два из которых обеспечивают циркуляцию первичной рабочей среды, а два других изолируются дополнительными контурными прокладками, исключающими возможность смешивания рабочих сред. Герметичность соединения пластин обеспечивается специальными контурными уплотнительными прокладками, изготовленными из термостойкого и устойчивого к воздействию активных химических соединений материала. Устанавливаются прокладки в профильные канавки и фиксируются с помощью клипсового замка.
Принцип работы пластинчатого теплообменника
Оценка эффективности любого пластинчатого ТО осуществляется по следующим критериям:
- мощности;
- максимальной температуре рабочей среды;
- пропускной способности;
- гидравлическому сопротивлению.
Исходя из этих параметров подбирается необходимая модель теплообменника. В разборных пластинчатых теплообменниках регулировать пропускную способность и гидравлическое сопротивление можно, изменяя количество и тип пластинчатых элементов.
Интенсивность теплообмена обусловлена режимом течения рабочей среды:
- при ламинарном течении теплоносителя интенсивность теплообмена минимальна;
- для переходного режима характерно увеличение интенсивности теплообмена за счет появления завихрений в рабочей среде;
- максимальная интенсивность теплообмена достигается при турбулентном движении теплоносителя.
Рабочие характеристики пластинчатого ТО рассчитываются для турбулентного течения рабочей среды.
В зависимости от расположения канавок, различают три типа теплообменных пластин:
- с «мягкими» каналами (канавки расположены под углом 60). Для таких пластин характерна незначительная турбулентность и небольшая интенсивность теплообмена, однако «мягкие» пластины обладают минимальным гидравлическим сопротивлением;
- со «средними» каналами (угол рифления от 60 до 30). Пластины являются переходным вариантом и отличаются средними показателями турбулентности и интенсивности теплопередачи;
- с «жесткими» каналами (угол рифления 30). Для таких пластин характерна максимальная турбулентность, интенсивный теплообмен и значительное увеличение гидравлического сопротивления.
Для увеличения эффективности теплообмена движение первичной и вторичной рабочей среды осуществляется в противоположном направлении. Процесс теплообмена между первичной и вторичной рабочими средами происходит следующим образом:
- Теплоноситель подается на входные патрубки теплообменника;
- При перемещении рабочих сред по соответствующим контурам, сформированным из теплообменных пластинчатых элементов, происходит интенсивная теплопередача от нагретой среды нагреваемой;
- Через выходные патрубки теплообменника нагретый теплоноситель направляется по назначению (в отопительные, вентиляционные, водопроводные системы), а остывший теплоноситель снова попадает в рабочую зону теплогенератора.
Принцип работы пластинчатого теплообменного аппарата
Для обеспечения эффективной работы системы необходима полная герметичность теплообменных каналов, которая обеспечивается уплотнительными прокладками.
Как устроен и работает
Теплообменник разрабатывался как передаточное звено, устройство, в котором тепловая энергия от внешнего горячего теплоносителя передается нагреваемой (более холодной) среде. Условием обмена служит разделение сред; в их роли (в частном случае) выступает горячая и холодная вода. Другими словами, горячая вода поступает извне в одну емкость и передает тепло холодной воде в соседней емкости.
Одним из вариантов теплообменных аппаратов является пластинчатый теплообменник; принцип работы устройства основан на использовании пластин. Основная часть конструкции состоит из набора гофрированных металлических пластин, стянутых в пакет. Элементы плотно прижаты друг к другу, между ними образуются щелевые каналы, по которым перемещаются турбулентные потоки горячей и холодной воды. Устройство разрабатывается и настраивается таким образом, чтобы слои горячей и холодной жидкости циркулировали с определенной скоростью, чередуясь между собой. Это делает процесс устойчивым, а потери тепловой энергии сводятся к минимуму.
Основные элементы пластинчатого теплообменникаИсточник teploobmen.ru
Конструкция имеет эффективную компоновку и состоит из следующих частей:
- Подвижная (задняя прижимная) и неподвижная плита с присоединительными патрубками.
- Комплект теплообменных пластин, изготовленных методом холодной штамповки.
- Верхняя и нижняя направляющие.
- Набор креплений, удерживающих конструкцию.
Габариты теплообменника зависят от его параметров. Чем больше оборудование, тем больше площадь пластин, тем сильнее теплоотдача, а, значит, и мощность системы. С увеличением мощности повышается не только продуктивность агрегата, но и его вес.
Пластинчатые теплообменники применяются во многих сферах:
- В системах охлаждения в процессах тяжелой и легкой промышленности (машино- и судостроение, металлообработка).
- На линиях химической и пищевой продукции.
- В системе коммунального хозяйства (ГВС, теплоснабжение, кондиционирование).
Общая схема подключения теплообменника в частном домеИсточник 1c-bitrix-cdn.ru
Для чего нужен в отоплении
Теплообменииками (далее – ТО) называют приспособления, которые генерируют тепло благодаря тому, что внутри их конструкции обмениваются между собой разнотемпературные среды. Проточным такое оборудованием называют по той причине, что носитель тепловой энергии протекает мимо нагретой поверхности, либо точки нагрева. Передающая часть – это всё, что присоединено к котлу по направлению к системе обогрева помещений, а принимающая – то, что подсоединяется со стороны центральной водопроводной системы, запитывающей котёл теплоносителем.
Очень часто такие варианты теплообменников используются для паровой системы отопления потому, что жидкость, проходящая через камеру-испаритель, не циркулирует, а проходит только один раз. Но есть и водяные системы, в которые возвращается остывшая вода из системы и вторично передаётся на камеру сгорания для нагрева, а затем – вновь в систему отопления. Но тогда эта структура должна иметь систему дополнительного впрыска холодной воды из водоснабжения для компенсации испарившейся части теплоносителя.
Подбор пластинчатого теплообменника
Чтобы правильно подобрать пластинчатый теплообменник, необходимо рассчитать его технические параметры.
За основу берутся следующие данные:
- — схема присоединения ГВС;
- — тепловая нагрузка (мощность);
- — данные о греющей среде:
- температура на входе (для зимы/ лета), в °С;
- температура на выходе (для зимы/ лета), в °С;
- расход среды (если нет данных по мощности), в куб. м/час;
- допустимые потери давления (атм.);
— данные о нагреваемой среде:
- входная температура (зима/лето), в °С;
- выходная температура (зима/лето), в °С;
- расход среды (если нет данных по мощности), в куб. м/час;
- допустимые потери давления (в атм.);
- запас мощности (в %).
Пример расчета
Пластинчатые теплообменники относятся к индивидуальному инженерному оборудованию, которое отдельно выбирается, настраивается и адаптируется под каждый объект. Укажите нам конкретные технические параметры по вашему проекту, и мы сразу рассчитаем, какое оборудование необходимо в вашем случае.
Чтобы оставить нам данные для расчетов, заполните онлайн форму заявки на сайте, напишите или позвоните. Ниже мы приводим список основных параметров, которые нужны, чтобы рассчитать пластинчатый теплообменник.
- Мощность (нагрузка) – количество тепловой энергии, необходимое для отопления и горячего водоснабжения объекта (измеряется в Гкал/час, ккал/час, кВт/час).
- Температурные графики – какую температуру дает и забирает обратно теплосеть, какой температурной отметки необходимо достичь.
Посмотреть эти характеристики можно в договоре с теплосетью. Там приведены технические условия и прописаны температурные графики, а также мощность, отведенная на отопление и горячее водоснабжение.
Основываясь на предоставленных вами данных, мы рассчитываем теплообменник и информируем вас о его стоимости и условиях поставки. Предоставляем подробный расчет, техническое описание требуемого аппарата с указанием габаритов и веса теплообменника пластинчатого.
Расчет от нашей компании производится с помощью профессионального программного обсечения
