Главная
В зависимости от конструкции, способа передачи тепла и действующих элементов, теплообменные аппараты можно разделить на несколько типов, это:• Пластинчатые устройства – являются наиболее широко используемыми в различных областях промышленности и сельского хозяйства. Благодаря ребристой поверхности пластин имеют достаточно большую площадь теплообмена.
• Кожухотрубные – также достаточно широко распространены в различных технических устройствах. По своим техническим характеристикам уступают пластинчатым теплообменным аппаратам. Конструкцией предусмотрено движение теплоносителей по двум различным каналам.
Данный тип устройств относится к рекуперативным аппаратам, которые, в зависимости от направления движения теплоносителей, различаются по видам, это: перекресточные, противоточные и прямоточные установки.
• Элементные – по способу передачи тепла напоминают кожухотрубные устройства, но состоят из отдельных секций, что позволяет работать в сетях с повышенным давлением, обеспечивая снижение гидравлического сопротивления элементов конструкции и с большей отдачей реализовать работу противотока движущихся теплоносителей.
• Витые – основой конструкции является змеевик, помещенный в теплоноситель, которому передается тепло.
• Спиральные – в данном типе устройств, теплоносители движутся по двум каналам изготовленных в виде спиралей, которые размещены вокруг специальной перегородки, называемой керном. Сложный в эксплуатации тип устройств, но обладающий высоким КПД и малыми габаритными размерами.
• Двухтрубные – конструкций предусмотрена прокладка одной трубы в другой (труба в трубе). Подобные аппараты просты в эксплуатации, могут состоять из нескольких звеньев и работать как для нагрева используемого теплоносителя, так и его охлаждения.
• Графитовые – обладают повышенной коррозийной стойкостью, что позволяет использовать их в агрессивных средах. Основой устройств данного типа является графит, обладающий высокой теплопроводностью. По конструкции могут быть пластинчатыми и кожухотрубными.
• Погружные (змеевиковые) – используются в холодильных установках и как конденсаторы. Змеевик, основной элемент подобного устройства, помещается в сосуд. Теплоносители циркулируют как по змеевику, так и в сосуде, в который помещен змеевик.
Пластинчатый теплообменник, конструкция, достоинства и недостатки
Пластинчатый теплообменник состоит из двух пластин, одна из которых не подвижная, жестко закрепленная на основании конструкции и прижимная, посредством которой, комплект герметичных пластин соединяется в единый пакет. Пластины закрепляются на направляющем элементе устройства. Через пластины основания и теплообменные пластины проходят трубы, по которым подаются теплоносители. Трубы оснащены соединительными узлами, которые могут быть выполнены на резьбовом или фланцевом соединении. Конструкция оснащена комплектом стягивающих шпилек, обеспечивающих плотное соединение пакета собираемых пластин.
Теплообменные пластины изготавливаются методом штамповки определенной формы. В результате их поверхность имеет гофрированный вид, позволяющий, при сборке пакета, получить тонкие щели между собираемыми элементами. Толщина пластин составляет от 0,4 до 1,0 мм. По краю пластины предусмотрена канавка для укладки специальной прокладки, обеспечивающей герметичность собираемого пакета.
В зависимости от конструкции пластин, данный тип теплообменников может быть разборным или быть выполнен в неразборном виде, когда пластины из теплообменного пакета соединяются посредством пайки или сварки.
Теплоносители, в данном типе теплообменников, движутся в каналах (щелях) образующихся при сборке отдельных пластин в единый пакет. Образующиеся каналы, греющегося и греющего теплоносителей чередуются между собой. Поверхность пластин (гофрированность) дополнительно турбулизирует потоки теплоносителей, тем самым увеличивая теплоотдачу и повышая КПД устройства.
Как и у любого аппарата, так и у теплообменников пластинчатого типа, есть свои плюсы и минусы, которые определяют сферу его применения и возможность использования того или иного типа теплоносителей.
К достоинствам подобных аппаратов относятся:
• Простота и удобное обслуживание.
• При эксплуатации происходит не значительное загрязнение теплообменных поверхностей, что обусловлено турбулентности движения теплоносителей.
• Продолжительные сроки эксплуатации.
• Ремонтнопригодность, позволяющая малыми затратами выполнить ремонт подобных устройств.
• Возможность увеличения мощности, путем увеличения количества пластин, собираемых в теплообменный пакет
Недостатками данного типа теплообменников являются:
• При использовании теплоносителей низкого качества, имеющими значительное количество взвешенных частиц, происходит быстрое загрязнение теплообменных поверхностей, что приводит к частым профилактически разборкам (чистке) аппаратов.
• Прокладки, используемые для герметизации, подвержены старению и требуют периодической замены.
• В случае, когда используемые прокладки теряют свою эластичность или при не качественной сборке пакета пластин, высока вероятность протечек теплоносителя.
• Ограниченность использования, связанная с конструктивными особенностями устройств, не позволяющими им работать при большом давлении (более 20 бар) и температуре (более 200 *С).
Области применения пластинчатых теплообменников
Благодаря своей компактности, простоте обслуживания и возможности увеличивать мощность аппарата, пластинчатые теплообменники широко используются в различных отраслях промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства.
Так областями применения подобных устройств, для различных производств, являются:
• В механических производствах – охлаждение узлов и механизмов, работающих с использованием гидравлических и трансмиссионных масел, а также смазочных жидкостей.
• Энергетическая промышленность – для охлаждения узлов энергетических станций (турбин), циркуляционной воды и смазочных материалов.
• В судостроении – для общего охлаждения плавсредств, а также машинного масла силовых установок.
• В компрессорных установках различного типа – для охлаждения агрегатов и масла работающих устройств.
• В текстильной промышленности – для охлаждения агрегатов, обеспечивающих покраску продукции и подогрева используемых красителей.
• В пищевой промышленности – в установках пастеризации, для охлаждения пищевых продуктов (молоко, сусло и т.д.), а также для нагрева и охлаждения различных технологических процессов.
• В прочих отраслях – автомобильная промышленность, производство различных металлов и т.д., для нагрева и охлаждения различных видов теплоносителей, в соответствии с технологией конкретного производства.
• Жилищно-коммунальное хозяйство – при устройстве центральных тепловых пунктов отдельных домов или зданий, а также для группы подобных объектов. В системах холодоснабжения, кондиционирования и нагрева циркуляционной воды.
Теплообменники пластинчатого типа используются в создании системы «умный дом», а также при использовании альтернативных источников энергии, каковыми являются солнечные электрические станции, ветровые генераторы и геотермальные установки.