Полезно знать

Теплообменник из чего состоит

Пластинчатый теплообменный аппарат

Большинство городских жителей пользуется горячей водой и магистральным отоплением, но никто не думает откуда они берутся. Тепло в многоквартирный дом приходит от теплогенерирующей установке или центрального теплового пункта, где прохладная вода преобразуется в горячую при прохождении через теплообменный аппарат.

теплообменный аппарат

Теплообменные аппараты бывают кожухотрубные и пластинчатые. В данной заметке мы побеседуем с вами о втором виде – теплообменные аппараты пластинчатого типа.

Пластинчатые теплообменные аппараты (ПТО) служат для теплопередачи нагреваемой обстановке (жидкости) от теплового источника (жидкости или пара) с помощью пластин, которые делаются из стали, волнистого титана, меди или графита. Объединенные пластины создают теплообменный пакет.

Конструкция трубного змеевика

Пластинчатый теплообменный аппарат состоит из 2-ух плит (неподвижной и прижимной), патрубков с резьбовым, приварным или соединением фланцевого типа для введения и выведения жидкости, пакета плотно скрепленых пластин, нижней и верхней направляющей, резьбовых шпилек и стойки для крепежа.

теплообменный аппарат

Такая конструкция дает возможность эффективно делать тепловой обмен при незначительных габаритах данного пластинчатого аппарата.

Теплообменные пластины имеют схожую конструкцию и материал. Материал теплообменных пластин бывает, как самым недорогим (нержавейка AISI316), так и очень дорогим (титан, непростые тугоплавкие сплавы). Непростые сплавы подбираются для того, чтобы сопротивляться негативному влиянию теплообменной среды.

К примеру, титановые пластины применяются для теплообменных аппаратов на судах дальнего плавания, где в качестве среды выступает вода моря.

Также от варианта теплообменной жидкости и рабочих условий зависит материал уплотнителей. Очень часто прокладки производят из полимерного материала, основой которому служит каучук.

Материал EPDM применяется для типовых жидкостей на воде и гликоля, Nitril — для маслянистых, нефтесодержащих сред, Viton — для жидкостей больших температур и пара.

В данном видео можно познакомиться с процессом изготовления резиновых уплотнений на одном из европейских производств:

Конструкция теплообменных пластин

Главная деталь в пластинчатом теплообменном оборудовании – пластины для теплопередачи. Их делают холодной штамповкой из стойких к окислению материалов. Толщина теплопередающей пластины может составлять от 0,4 до 1 мм.

носителя тепла

Собранный теплообменный пакет состоит из плотно прилегающих друг к другу пластин, образующих каналы в виде щелей. Внешние стороны пластин имеют углубление по контуру под прокладку из резины. Благодаря им пластины плотно прилегают друг к другу.

В каждой пластине есть 4-ре отверстия для жидкости:

  • два отверстия для горячей жидкости (подведение и отвод);
  • два отверстия с целью улучшения точного примыкания пластин. В них установлены уплотнители небольшого размера, чтобы изолировать среды с различными температурами.

Протекание жидкости в пластинчатом теплообменные аппараты исполнено таким образом, чтобы случалось завихрение течений. Все это содействует более интенсивному теплообмену с относительно малым сопротивлением протекания жидкости. А при небольшом сопротивлении потоку менее активно накипают отложения на стены аппарата.

Петлевидные потоки жидкости вдоль пластин могут много раз делать обмен тепла. Вследствии этого даже при существенной разнице нагреваемой среды и теплового источника достигается качественный теплообмен. В конце концов разница в температуре 2-ух сред минимальна. Для неоднократного теплопередачи выводят отрезки трубы в прижимной плите, а не только в неподвижной.

Рабочий принцип пластинчатого трубного змеевика

теплообменный аппарат

Рисунок — Схема рабочего принципа трубного змеевика пластинчатого типа

Видео — Рабочий принцип пластинчатого трубного змеевика

Виды пластинчатых теплообменных аппаратов

Есть следующие конструкции теплообменников:

  • разборный (состоят из большинства компонентов и о нем мы уже разговаривали выше)
  • паяный (цельные устройства, пластины в нем сцепленные при помощи пайки, и в нем не применяются прокладки из резины)
  • сварные или полусварные (соединены при помощи швов сварки)

Плюсы разборных теплообменных аппаратов

теплообменный аппарат

  • Для очищения не надо полностью демонтировать теплообменный аппарат.
  • Разборные теплообменные аппараты просты в работе. Это уменьшает требования к уровню профессиональности сотрудников.
  • Разборные ПТО весят в пять раз меньше, чем кожухотрубные теплообменные аппараты аналогичный продуктивности. Вследствии этого их можно устанавливать в местах с маленьким пространством. Также небольшой вес и размеры облегчают перевозку и установку оборудования.
  • Разборной теплообменник может оставаться исправным в течении 25 лет при хорошей сборке и деталей. Служебный срок уплотнителей не будет больше 10 лет. Изготовитель гарантирует безотказность аппарата на период от 0,5 до 3 лет.
  • Разборной теплообменный аппарат намного дешевле эксплуатировать. Расходы на капремонт будут в границах четверти его стартовой цены, что намного меньше, чем ПТО остальных видов.
  • В силу того, что кол-во пластин в теплообменном аппарате можно менять, имеется возможность настраивать подачу тепла в различные пункты в отдельности. Подобным образом, можно приемлемо организовать систему теплопроводов фирм или домов для жилья.

Плюсы паяных теплообменных аппаратов

носителя тепла

  • В паяных теплообменниках нет уплотнителей и зажимов, что существенно снижает вес и размеры аппарата. Это облегчает его процесс установки.
  • Цена паяного трубного змеевика ориентировочно на 40% меньше, чем ПТО остальных видов аналогичный мощности.
  • Большой коэффициэнт полезного действия (результативность аппарата достигается большой отдачей тепла с небольшими потерями).
  • Конструкция дает возможность использовать аппарат при высоких нагрузках. Они держат продолжительную эксплуатацию при температуре около 120°С.
  • Не нуждаются в частой очистке за счёт завихрений потоков жидкости.
  • Паяные пластинчатые теплообменные аппараты быстро и легко обслуживаются. Очистка делается в течении пары часов при помощи специализированных жидкостей, которые не вредят цельности аппарата и не делают меньше его служебный срок. Вследствии этого в минимально возможное время аппарат опять будет работоспособен. При потере цельности какой-нибудь части устройство приходит в непригодность.
  • Паяный теплообменный аппарат может быть сделан за 1 день. Лёгкость сборки дает возможность делать аппараты больших размеров.

Плюсы сварных и полусварных теплообменных аппаратов

теплообменный аппарат

  • В цельных ПТО нет уплотнителей. Вследствии этого устройства небольшие и мало весят (сравнительно с прочими видами конструкций).
  • Сварное и полусварное теплообменное оборудование позволяет настраивать теплопередачу. Это достигается благодаря чередования параллельных потоков среды.
  • На сварные конструкции меньше оказывает влияние опасная среда, чем на спаянные детали. Шов сварки очень прочный, что позволят при очистке задействовать едкие вещества (щелочи и кислоты), которые бы разрушили подобный аппарат, изготовленный при помощи пайки.
  • Справляются с большими температурными нагрузками и высокой разницей входящих и выходящих сред (температура до 300°С).
  • Как сварные, так и полусварные аппараты справляются с большим давлением в (пределах 4 Мпа).
  • Обыкновенные в работе и ремонте.

Использование пластинчатых теплообменных аппаратов в зависимости от их конструкции

Разборный теплообменный аппарат используется в:

  • системах отопления
  • зданиях жилого фонда и помещениях
  • бассейнах
  • холодильных и климатических аппаратах
  • системах обеспечения горячей водой
  • тепловых пунктах

Паяный теплообменный аппарат используется в:

  • системах кондиционирования и вентиляции
  • холодильной технике
  • компрессорных и турбинных аппаратах
  • различного рода промышленных установках

Сварные и полусварные теплообменные аппараты используются в:

  • пищевой промышленности
  • производстве химических и фармацевтических продуктов
  • системах кондиционирования и вентилирования
  • для охлаждения разных устройств и аппаратов (промышленное, медицинское, лазерное оборудование и другое)
  • тепловых насосах
  • для подогрева и охлаждения воды в системах обеспечения горячей водой, банях и для прочих нужд
  • системах рекуперации

Результаты неправильного выбора трубного змеевика

Для того чтобы теплообменный аппарат служил долго и без неполадок, нужно согласно правилам его выбрать из большого разнообразия имеющихся моделей. Не профессионалу это выполнить достаточно трудно, благодаря этому мы рекомендуем идти к специалистам для избегания ситуаций такого рода:

Автоматика и обвязка трубного змеевика

Не забывайте, что теплообменный аппарат — это не самостоятельный прибор и он не монтируется в отрыве от иных необходимых атрибутов ПТО. Его непременно должны обрамлять прочие приборы, обратные клапаны, ручная арматура запорного типа (задвижки, заслонки), КИП (контрольно приборы измерений — монометры, термометры), циркулярные насосы и т.п.

На данной схеме можно познакомиться с устройствами и элементами типового местного теплового пункта.

пластинчатого трубного

Материал подготовлен служащими компании "Тепло Профи"

Рабочий принцип и схема пластинчатого трубного змеевика

Теплообменный аппарат — это обычное по собственной конструкции оборудование, которое часто включается в схему разного рода промышленных устройств. В большинстве случаев пластинчатые теплообменные аппараты используются в бытовых системах кондиционирования и охлаждения. Как понятно из названия, предназначаются такие аппараты для отбора энергии тепла от одной среды и передачи другой.

Характерности конструкции

Главное предназначение любого вида пластичного трубного змеевика находится в преобразовании нагретой жидкости в охлажденную среду. Конструкция пластинчатого трубного змеевика имеет разборные части, а состоит устройство из таких элементов:

  • набора пластин;
  • подвижной и неподвижной плиты;
  • нижней и верхней направляющей круглой формы;
  • крепежных элементов, которые соединяют воедино плиты в общую раму.

Размеры рам различных изделий могут существенно различаться. Они будут подчиняться от отдачи тепла и мощности нагревателя — с достаточным количеством пластин увеличивается эфективность оборудования и, естественно, становится больше вес и размеры.

Плюсы пластинчатых приборов:

  • небольшие производственные и инвестиционные расходы;
  • высокоэффективная передача тепла;
  • небольшие размеры;
  • эффект самоочистки при помощи высокого турбулентного потока;
  • возможность расширить КПД из-за добавления пластин;
  • высокая уровень надежности;
  • легкость промывки;
  • маленькая масса;
  • простота монтажа;
  • небольшое засорение поверхностей;
  • невозможность смешивания жидкостей за счёт особенной комбинации уплотнения;
  • большая стойкость к коррозии;
  • самая маленькая поверхность теплопередачи благодаря высокому КПД;
  • небольшие потери давления благодаря хорошему выбору пластин с различными видами профилей;
  • продуктивная температурная регулировка за счёт маленького объема носителя тепла.

В данном видео вы будете знать, как образуется горячая вода благодаря трубному змеевику:

Устройство пластин

Конструкция и рабочий принцип пластинчатого трубного змеевика зависит от вариации оборудования, в котором может находиться различное кол-во пластин с зафиксированными прокладками. Данные прокладки перекрывают каналы с проходящим теплоносителем. Чтобы достичь нужной герметичности примыкания пар которые соединены между собой подкладок, достаточно крепления таких пластин с подвижной плитой.

Нагрузки, которые работают на данное устройство, делятся, в основном, на пластины и уплотнители. Рама и крепежные элементы, по большому счёту, собой представляют корпус оборудования.

Рельефная поверхность пластин во время сжатия гарантирует крепкое крепление и дает возможность всей системе трубного змеевика набрать требуемую прочность и жесткость.

Прокладки крепятся на пластинах при помощи клипсового соединения. Стоит заметить, что прокладки во время зажатия собственными силами центрируются относительно собственной оси. Утечка носителя тепла устраняется благодаря окантовке обшлага, который дополнительно выполняет барьер.

Для устройства пластинчатого трубного змеевика делаются более десяти видов уплотнителей: с жёстким и мягким рифлением.

Детальнее о теплообменном оборудовании:

В мягких пластинах каналы находятся под углом 30 градусов. Такой вид устройств отличается большой проводимостью тепла, но маленькой стойкостью к давлению носителя тепла.

В жёстких элементах во время изготовления канавок выполняется угол в 60 градусов. Для данных устройств не свойственна очень высокая проводимость тепла, их главное положительное качество — возможность переносить большое давление носителя тепла.

Для достижения лучшего режима отдачи тепла можно сочетать пластины. Причем необходимо брать во внимание, что для подходящей работы устройства нужно, чтобы оно функционировало в режиме турбулентности — теплоноситель обязан перемещаться по каналам без каких-то задержек. Кстати, кожухотрубный теплообменный аппарат, где конструкция имеет схему «труба в трубе», обладает ламинарным течением носителя тепла.

В чем состоит преимущество? Во время похожих теплотехнических параметров пластинчатое оборудование имеет намного меньшие габариты.

Требования к прокладкам

К аппаратам с пластинами предъявлены довольно жёсткие требования относительно герметичности оборудования, собственно из-за этой причины на данное время прокладки начали делать из полимерных материалов. Например, этиленпропилен может очень легко использоваться в условиях очень высоких температур — и пара, и жидкости. Однако достаточно оперативно начинает рушиться в обстановке, которая имеет приличное количество жиров и кислот.

Теплообменные аппараты отличаются количеством пластин

Крепление уплотнителей к пластинам выполняется очень часто при помощи клипсовых замков, иногда — при помощи клея.

Рабочий принцип

Если рассматривать, как не прекращает работу пластинчатый теплообменный аппарат, то его рабочий принцип не назовешь совсем несложным. Пластины развернуты друг к другу под угол 180 градусов. Очень часто в одном пакете находится по две пары пластин, которые формируют 2 коллекторных контура: входа и выхода носителя тепла. Причем стоить учесть, что пара, которая расположена с края, не задействуется во время теплопередачи.

Сегодня делается немного самых разных типов теплообменных аппаратов, которые, в зависимости от рабочего механизма и конструкции, разделяют на:

  • двухходовые;
  • многоконтурные;
  • одноконтурные.

Рабочий принцип одноконтурного аппарата следующий. Циркуляция носителя тепла в приборе по всему контуру выполняется перманентно в одном направлении. Кроме этого, выполняется и противоток теплоносителей.

Многоконтурные устройства используются лишь во время несущественного отличия между температурой обратки и входящего носителя тепла. Движение воды при этом изготавливается в различных направлениях.

Детальнее о пластинчатом теплообменнике:

Двухходовые устройства имеют два независимых контура. С требованием постоянной регулировки тепловой подачи применение данных устройств является самым оптимальным.

Сфера применения

Сегодня есть несколько вариантов теплообменных аппаратов.

При этом любой из приборов имеет уникальную конструкцию и специфика работы:

Устройства с разборной системой очень часто используются в тепловых сетях, которые подведены к домам для жилья и зданиям различного назначения, в климатических системах и холодильных камерах, бассейнах, теплопунктах и контурах ГВС. Паяные приборы нашли собственное назначение в морозильных установках, вентиляционных сетях, устройствах кондиционирования, промышленном оборудовании различного назначения, компрессорах.

Детальное устройство пластинчатого трубного змеевика

Полусварные и сварные теплообменные аппараты используются в:

  • вентиляционных и климатических системах;
  • фармацевтической и химической области;
  • циркуляционных насосах;
  • пищевой сфере;
  • системах рекуперации;
  • аппаратах для охлаждения приборов различного назначения;
  • в контурах отопления и ГВС.

Самым популярным видом трубного змеевика, который используется в быту, считается паяный, обеспечивающий обогрев либо охлаждение носителя тепла.

Характеристики и расчет

Пластины и уплотнители в качестве основных деталей теплообменных устройств изготавливаются из разных по собственным показателям и свойствам материалов. При выборе в выгоду конкретного изделия центральную роль играет его назначение и область использования.

Если рассматривать системы отопления и ГВС, то в данной области очень часто применяются пластины, которые выполнены из нержавеющей стали, и пластичные уплотнители из специализированой резины NBR или EPDM. Наличие пластин из нержавейки позволяет работать с теплоносителем, нагретым до 120 градусов, во втором варианте теплообменный аппарат может разогревать жидкость до 180°C.

Между пластинами для покрытию герметиком размещены прокладки

При использовании теплообменных аппаратов в сфере промышленности и их подсоединении к инновационным процессам с воздействием масел, кислот, жиров, щелочей и остальных агрессивных сред применяются пластины, которые выполнены из титана, бронзы и других металлов. В данных случаях необходима установка асбестовых или фторкаучуковых подкладок.

Выбор трубного змеевика делается с учетом расчетов, которые изготавливаются с помощью специализированного ПО.

Во время расчетов стоить учесть:

  • расход нагреваемой жидкости;
  • изначальная температура носителя тепла;
  • расходы носителя тепла на теплоснабжение;
  • нужная температура прогревания.

В качестве нагревающей среды, которая течет через теплообменный аппарат, может использоваться вода которая нагрелась до температуры 90-120°C или пар с температурой до 170°C. Вид носителя тепла выбирается с учетом вида применяемого оборудования для котельной. Размеры и количество пластин подбираются таким образом, чтобы удался тепловой носитель с температурой, которая отвечает существующим нормам — не выше 65°C.

Теплообменный аппарат может быть сделан из различных видов металла

Стоит заметить, что главными тех. характеристиками, которые при этом также являются и важными достоинствами, являются небольшие размеры оборудования и возможность обеспечить довольно существенный расход.

Диапазон площадей обмена и вероятных затрат у аппаратов достаточно большой. Очень маленькие из них, например, от компании Alfa Laval, имеют размер поверхности до 1 м? и при этом предоставляют прохождение количества носителя тепла до 0,3 м?/час. Наиболее же габаритные приборы имеют размер около 2500 м? и расход, который превосходит 4000 м?/час.

Способы обвязки

Теплообменные приборы очень часто ставятся в индивидуальных помещениях, обслуживающих приватные постройки, здания состоящие из нескольких этажей, теплопункты центральных магистралей, предприятия промышленности.

Маленький вес и размеры оборудования предоставляют возможность делать установку достаточно оперативно, хотя некоторые изделия, которые обладают высокой мощностью, нуждаются в сооружении фундамента.

Процесс установки и обслуживание трубного змеевика лучше поручить мастерам

Во время монтирования аппарата требуется соблюдать главное правило: заливка болтов в фундаменте, благодаря которым теплообменный аппарат прочно фиксируется, изготавливается в любом случае. Схема обвязки обязательно должна учитывать подводку носителя тепла к находящемуся сверху отрезку трубы, а к установленному внизу штуцеру выполняется подсоединение обратного контура. Подача разогретой жидкости подсоединяется наоборот.

В подающем контуре требуется наличие насоса циркуляционного. Кроме ключевого, обязательно ставится и аналогичный с ним по мощности вспомогательный насос.

Если в ГВС находится магистраль обратного передвижения воды, то рабочий механизм и схема несколько меняется. Горячая вода, которая подается по контуру, смешивается с холодной из водомерного узла, и лишь после этого смесь подается в теплообменный аппарат. Температурная регулировка на выходе выполняется при помощи электронного блока, который управляет клапаном входящего носителя тепла.

Чем больше пластин в теплообменном аппарате, тем выше мощность

В двухступенчатой системе можно применять энергию тепла обратной магистрали. Это позволяет рациональней использовать имеющееся тепло и уменьшить большую нагрузку на оборудование для котельной.

В каждой из описанных выше схем обвязки при входе в теплообменный аппарат обязан находиться фильтр. При его помощи можно не позволить засорения системы и продлить ее эксплуатационный срок.

При всех других плюсах пластинчатые теплообменные аппараты не превосходят старые кожухотрубчатые модели исключительно по одному важному показателю: во время оснащения большого расхода пластинчатые устройства недостаточно греют тепловой носитель. Данный недостаток устраняется расчетом несущественного запаса во время выбора количества пластин.

Характеристика пластинчатых теплообменных аппаратов:

Из чего складывается теплообменный аппарат?

1– передняя неподвижная плита,2– направляющая которая находится сверху,3– задняя подвижная плита,4– задняя стойка (штатив) ,5– рабочая пластина с уплотнением,6– направляющая снизу,7– отрезки трубы,8– ролики для движения пластин вдоль направляющих,9— шильд с наименованием и техническими данными,10— шпильки

Устройство трубного змеевика:

  • Передняя неподвижная и задняя подвижная плита – собой представляют каркас агрегата и стягивают рабочие пластины.
  • Направляющие – фиксируются на передней плите и задней стойке-штативе, служат опорой для подвижной плиты и пластин (последние перемещаются вдоль направляющих по специализированным роликам).
  • Теплообменные пластины имеют 4 отверстия и создают между собой два изолированных и герметичных канала – для горячей и холодной среды работы.
  • Уплотнения для теплообменниковфиксируются в канавках пластин с помощью эпоксидного клея или клипс. Клеевой состав не стоит применять в системах с большими перепадами давления, а клипсы – в окисляющей обстановке и при частых «вскрытиях» оборудования.
  • Разборные пластинчатые теплообменные аппараты делают на различных видах рам: консольной, 2-ух- и трехопорной. Каждый аппарат в первую очередь оборудуется шильдом, где указывается точное наименование модели и его тех. данные.

Специфики И Плюсы:

  • безграничный запас по теплопроизводительности (можно повышать очень долго путем добавки пластин);
  • диапазон температуры от -50 до +200 градусов (давление до 2.5 мПа);
  • многосторонность использования (от маленьких инновационных линий до серьёзных предприятий);
  • довольно малые габариты (чем меньше температурный перепад и выше возможные потери тепла – тем компактнее и доступнее конструкция);
  • возможность ремонта и небольшие затраты на гарантийное обслуживание (за счёт разборной конструкции);

Стандартные модели пластинчатого трубного змеевика могут использоваться в средах, которые содержат твёрдые включения диаметром до 4 мм.

Бойлеры косвенного нагрева Теплообменники Принцип работы


Дмитрий

Я автор блога nehomesdeaf.org, свой блог я начал вести 10 лет назад. Статьи я пишу сам и иногда нанимаю копирайтеров если тема актуальная, а у меня на нее нет времени. Блог мне нравится вести, здесь я поднимаю очень актуальные вопросы которые связаны с жизнью каждого человека, это ремонт, дизайн, мода, автомобили.

Похожие статьи

Добавить комментарий

Back to top button