Теплообменники играют ключевую роль в охлаждении горячих веществ и подогреве различных жидкостей. Они необходимы в структурах, таких как сетевые комплексы, системы подготовки воды и промышленные установки с низким давлением. В нефтегазовой отрасли особенно популярны титановые конструкции, которые отличаются тонкостью в 0,7 мм и используют уплотнительные материалы из полимеров, таких как NBR или Витон.
Пластинчатый теплообменник: конструкция, принцип работы, виды
Пластинчатый теплообменник представляет собой важный компонент в системах отопления и горячего водоснабжения, предназначенный для эффективного теплообмена между двумя рабочими средами. В этом устройстве теплоноситель, который нуждается в heating (нагреве), и другой теплоноситель, который отдается от своего тепла, движутся в противотоке, при этом невосприимчивы к смешиванию друг с другом.
Например, устройство для горячего водоснабжения (ГВС) мощностью 670 ккал/ч может работать с двумя контурами: один контур предназначен для горячей воды с температурой 70 градусов, в то время как второй контур использует холодную воду с температурой 5 градусов. Это устройство позволяет нагревать холодную воду во втором контуре до 50 градусов, при этом первый контур остывает до 40 градусов.
Теплообменник и его виды
Теплообменник представляет собой специализированное устройство, необходимое для теплового обмена между двумя рабочими средами при различных температурах. Существует огромное разнообразие типов и конструкций теплообменников. В зависимости от принципа работы они делятся на два основных типа: регенеративные и рекуперативные.
Рекуперативный теплообменник функционирует таким образом, что теплообмен происходит между парами теплообменных пластин, где потоки этих сред изолированы и разделены друг от друга.
Регенеративные устройства, в свою очередь, работают на основании соотношения безраздельного контакта. В этом случае теплоносители могут также взаимодействовать на одной поверхности, но поочередно, без слияния друг с другом.
Из числа рекуперативных наиболее популярными являются:
- Кожухотрубные теплообменники: имеют цилиндрическую форму, состоящую из внешнего кожуха и внутреннего трубного пучка, которые обеспечивают теплообмен между жидкостями внутри и снаружи.
- Пластинчатые теплообменники: состоят из множества тонких пластин, между которыми располагаются резиновые уплотнения. Их конструкция разборная, что значительно упрощает процесс обслуживания и рутинного контроля в ходе эксплуатации.
- Витые теплообменники: представляют собой конструкции со спиральной трубкой, в которой перемещаются рабочие среды, позволяя осуществлять теплообмен и эффективно использовать пространство.
- Спиральные теплообменники: имеют схожий принцип работы с пластинчатыми, однако они демонстрируют меньшую подверженность воздействию высоких давлений и температур благодаря своей сварной конструкции.
Рекуперативные типы теплообменников востребованы в различных сферах, начиная от производства и заканчивая жилищно-коммунальным хозяйством.
- Доставка осуществляется по всем регионам России, Казахстана и другим странам СНГ, начиная с 3 дней.
- Мы предлагаем дилерские цены от заводов-производителей, которые ниже рыночных на 30%.
- Заключаем официальный договор, предоставляя гарантию до 3 лет на всю продукцию.
- Обладаем собственным производством пластинчатых теплообменников; изготовление занимает всего 3 дня.
- Предоставляем профессиональный подбор оборудования в соответствии с вашими требованиями.
Просто позвоните нам! Наш инженер выполнит точный расчет необходимого оборудования.
Пластинчатые теплообменные аппараты: типы, устройство и принцип работы
Пластинчатый теплообменник является одним из видов рекуперативных теплообменных аппаратов, основной принцип работы которых заключается в теплообмене между двумя средами через контактные пластины, без их смешивания.
Типы, устройство и принцип работы пластинчатых теплообменников
- На вход теплообменника подаются теплоносители, первый из которых является горячим, а второй — холодным.
- Теплоносители проходят через внутренний контур устройства, который образован пакетом пластин.
- Во время своего движения, горячий теплоноситель отдает свою часть тепла холодной среде, касаясь поверхности пластин.
- На выходе теплоносители, которые изменили свою температуру, подаются в систему отопления, горячего водоснабжения или вентиляции помещения.
- Входные и выходные отверстия теплообменных устройств могут иметь различное сечение. Например, у агрегатов компании Ридан диаметр может достигать 500 мм. С помощью патрубков теплообменники подключаются к трубопроводам основной системы.
Этот принцип действия и конструкционные особенности пластинчатого теплообменника хорошо демонстрируются в следующем видео:
Принцип работы пластинчатого теплообменника можно охарактеризовать с учетом различий в конструкции:
- разборные;
- паяные;
- сварные;
- полусварные.
Пластинчатые разборные теплообменные аппараты
Разборный пластинчатый теплообменник – это устройство, в котором основная функция теплопередачи совершена с помощью пакета пластин. Благодаря чередованию пластин с герметичными резиновыми прокладками, греющие и нагреваемые среды движутся по отдельным контурам без смешивания.
Название «разборные» дано этим агрегатам потому, что пакет пластин не только собирается, но и разбирается для проведения регулярного обслуживания и ремонта.
Конструкционная схема разборного теплообменника включает следующие элементы:
- Неподвижная прижимная плита: служит основным элементом конструкции.
- Пластины: выполнены из нержавеющей стали или титана и прижимаются друг к другу с использованием уплотнительных прокладок. Количество пластин определяется согласно техническим параметрам и требованиям к конкретному оборудованию.
- Пакет пластин: это ключевой функциональный элемент, который образует внутренний контур устройства и обеспечивает теплообмен.
- Несущая база: представляет собой направляющую балку, на которую помещаются пластины во время сборки агрегата.
- Подвижная прижимная плита: дополнительно прижимает весь пакет к неподвижной плитой с помощью крепежных элементов: стяжных болтов, подшипников и стопорных шайб.
- Опорная станина: вертикально расположенный элемент, к которому крепятся направляющие балки (верхняя и нижняя несущие балки).
Одним из несомненных достоинств разборных теплообменников является их высокая скорость передачи рабочих сред, что индивидуально снижает накапливание отложений на внутренних поверхностях, по сравнению с кожухотрубными устройствами.
Одним из явных преимуществ этого вида теплообменников является возможность полной разборки аппарата. Это не только позволяет производить очистку пластин, но также дает возможность при необходимости заменить отдельные неисправные элементы, без необходимости замены всего устройства. Если у вас есть запасные части, этот процесс может занять от нескольких часов до одного часа.
Принцип работы скоростного пластинчатого теплообменника
Принцип работы скоростного пластинчатого теплообменника заключается в следующем: пространство между пластинами заполняется поочередно нагревающейся и охлаждающейся средами. Очередность регламентируется установленными прокладками. В одной секции предоставляется путь для теплоносителя, а в другой – для нагреваемой среды.
Во время работы скоростного пластинчатого теплообменника интенсивная передача тепловой энергии осуществляется во всех секциях, кроме первой и последней. Жидкости движутся навстречу друг другу: теплоноситель подается с верхней стороны, тогда как холодное вещество циркулирует из нижней части. Визуально этот принцип работы представлен на следующей схеме.
Как видно, принцип работы достаточно простой: чем больше пластин, тем лучше происходит теплообмен. С этой целью увеличивается количество пластин, что позволяет повысить эффективность пластинчатых теплообменников.
Классификация пластинчатых теплообменников по принципу работы и конструкции
Согласно принципу работы, пластинчатые теплообменники можно разделить на три категории.
- Одноходовые конструкции: в которых теплоноситель циркулирует в одном и том же направлении по всей площади системы. Базой работы является принцип противотока жидкостей.
- Многоходовые агрегаты: используются в ситуациях, когда разница между температурой двух жидкостей незначительна. Здесь теплоноситель и нагреваемая среда движутся в противоположных направлениях.
- Двухконтурное оборудование: считается самым эффективным, так как такие теплообменники включают два независимых контура, расположенных по обе стороны изделия. Путем настройки секций можно быстро достигнуть требуемого результата.
При производстве выделяют разборные и паяные пластинчатые теплообменники.
- Разборные теплообменники: чаще всего применяются в различных отраслях. Эти конструкции очень удобны в обслуживании и ремонте, а также позволяют регулировать мощность оборудования в зависимости от потребностей.
- Паяные теплообменники: отличаются жестким соединением пластин и отсутствием резинок. Они, как правило, используются для нагрева или охлаждения воды в частных домах и малых системах.
Основной принцип работы теплообменника пластинчатого
Устройства имеют отверстия в пластинах, которые, накладываясь друг на друга, создают распределительные коллектора. Полости между соседними пластинами служат каналами для теплоносителей. Процесс теплообмена осуществляется между двумя смесями, которые движутся противотоком по этим каналам (Рисунок 2).
Параметры для расчета теплообменника определяются под конкретные условия. В результате расчетов подбирается необходимое количество и тип пластин, составляющих теплосъемную поверхность, соответствующую заданным техническим параметрам. Ключевым моментом является то, что конструкция теплообменника полностью исключает возможность смешивания отдельно греющей и нагреваемой сред.
Таким образом, основным принципом работы пластинчатого разборного теплообменника является противоток. Находящиеся в движении жидкости или парообразные среды, не смешиваясь, осуществляют теплообмен, двигаясь противотоком. Конструкция пластин формирует турбулентное течение рабочей жидкости.
Как устроена пластина теплообменника?
Конструктивно пластина может быть выполнена в различных вариантах, отличающихся наличием или отсутствием угловых отверстий. Основные конфигурации включают пластины с четырьмя отверстиями по углам и пластины без одного или двух отверстий, называемые поворотными, которые предназначены для изменения направления потока жидкости. Данное отличие помогает создать дополнительный ход для жидкостей. Нет отверстий в конечных пластинах, которые применяются как завершающие элементы. Обозначение этих пластин производится в зависимости от наличия соответствующего отверстия (Рисунок 3). Условный символ «0» обозначает отсутствие отверстия, а цифры от «1» до «4» указывают на количество отверстий.
На иллюстрациях представлены различные типы пластин теплообменника:
Для подключения трубопровода к теплообменнику могут использоваться различные типы соединений в соответствии с действующими стандартами: фланцевый (по ГОСТ 33259), резьбовой (по ГОСТ 6357) или резьбовой по DIN 11851. Кроме того, по специальным запросам заказчиков возможно изготовление теплообменников с другими особыми соединениями.
Пластинчатые теплообменники – технические характеристики
Пластинчатый теплообменник обладает высокими характеристиками мощности, и его температурный режим для теплоносителей может достигать 180°C. Эти надежные аппараты широко используются в самых различных областях, таких как отопление, энергетика, пищевая промышленность, а также в системах климатического контроля, охлаждения и вентиляции.
Основные характеристики агрегата могут изменяться в зависимости от типа конструкции и конкретной модели:
| Паяные | Разборные | Полусварные | Сварные | |
|---|---|---|---|---|
| Наивысший показатель температуры | 220°C | 200°C | 350°C | 900°C |
| Наивысший показатель давления | 25 Бар | 25 Бар | 55 Бар | 100 Бар |
| Наивысший показатель мощности | 5 Мвт | 75 Мвт | 75 Мвт | 100 Мвт |
| КПД | 90% | 95% | 85% | 85% |
| Гарантийный срок | 20 лет | 20 лет | 10-15 лет | 10-15 лет |
К стандартным техническим параметрам пластинчатых аппаратов относятся:
- Материал пластин: наиболее часто применяется тонкая листовая нержавеющая сталь AISI304 или AISI316, титан, сплавы 254 SMO, а также никелевые сплавы типа хастеллой.
- Максимальная температура теплоносителя: на которую рассчитаны пластины, составляет 180°C.
- Предельное давление среды: обычно составляет 25 кгс/кв.см.
- Площадь поверхности теплообмена: варьируется в диапазоне от 0,1 до 2100 кв.м.
- Количество пластин: может варьироваться от 7 до 10 штук и более, в зависимости от области применения.
При выборе модели пластинчатого теплообменника необходимо учитывать условия его эксплуатации. Для достижения большей мощности потребуется больше пластин. Их количество напрямую определяет производительность и эффективность системы теплоотдачи или охлаждения.
Технические характеристики герметичных пластинчатых теплообменников MIT
| Тип | 504 | 513 | 514 | 521 | 522 | 617 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ширина, мм | 200 | 360 | 360 | 460 | 460 | 337 |
| Высота, мм | 480 | 930 | 930 | 1090 | 1090 | 1047 |
| Глубина, мм | 200-400 | 250-1000 | 250-1000 | 250-1500 | 250-1500 | 250-1250 |
| Диапазон гор.оси, мм | 70 | 140 | 140 | 210 | 210 | 150 |
| Диапазон верт.оси, мм | 381 | 640 | 640 | 720 | 720 | 800 |
| Макс. Раб.давл., бар | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Испытательное давл., бар | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Вес, кг | 23+0.25n | 98+0.75n | 98+0.75n | 225+1.1n | 225+1.1n | 116+0.91n |
| Диаметр соединения | 1 1/4″ Резьбовое | 2″ Резьбовое или фланцевое | 2″ Резьбовое или фланцевое | 4″ Фланцевое | 4″ Фланцевое | 2 1/2″ Резьбовое или фланцевое |
Для получения более подробной информации о технических характеристиках, вы можете ознакомиться с каталогом.
Технические характеристики сварных пластинчатых теплообменников MIT
| Тип | ВЗ-012 | ВЗ-014 | ВЗ-020 | ВЗ-027 | ВЗ-030 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ширина, мм | 72 | 77 | 72 | 111 | 95 |
| Высота, мм | 186 | 207 | 314 | 311 | 325 |
| Глубина, (мин-макс) | 7+2.3n | 7+2.3n | 7+2.3n | 9+2.4n | 9+1.5n |
| Диапазон гор.оси, мм | 40 | 42 | 42 | 50 | 39 |
| Диапазон верт.оси, мм | 154 | 172 | 278 | 250 | 269 |
| Макс. Раб.давл., бар | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Испытательное давл., бар | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
| Вес, кг | 0.6+0.044n | 0.7+0.06n | 1.1+0.09n | 1.2+0.013n | 1+0.09n |
Принцип работы и устройство пластинчатого теплообменника
Каждая из пластин для теплоносителя и уплотнителей имеет по два отверстия:
- Отверстия предназначены для подведения и отведения разогретого теплоносителя.
- Отверстия также необходимы для герметичного соединения между пластинами и изоляции разных теплоносителей за счет масштабируемых уплотнителей.
Уникальной особенностью и преимуществом пластинчатого теплообменника является то, что поток теплоносителя создает завихрения, значительно увеличивая обмен тепловой энергией. При этом сопротивление минимально, что в свою очередь сокращает образование накипи и иных отложений. Благодаря многократному и интенсивному тепловому обмену, эффективность работы и коэффициент полезного действия (КПД) пластинчатых теплообменников являются одними из самых высоких среди аналогичных устройств.
Последствия неправильного подбора теплообменника
Для обеспечения долгосрочной и безотказной эксплуатации крайне важно верно подобрать модель теплообменника, которая будет находиться в соответствии с заданными рабочими средами, температурными режимами, мощностью системы и периодичностью нагрузки. Подбор устройства, соответствующего всем требованиям, может эффективно произвести только специалист. Обратиться к профессионалам гарантирует исключение поломок в течение всего установочного срока службы устройства. Это поможет избежать необходимости часто проводить сервисное обслуживание и ремонт. Правильный выбор системы также сводит к минимуму распространенную проблему стекловидной накипи, которая может привести к поломкам устройства.
Автоматика и подключение
При установке и подключении оборудования важно принять в расчет, что теплообменник функционирует как элемент системы, а не как автономный прибор. В качестве дополнительно задействованного оборудования, часто привлекаются обратные клапаны, запорная арматура, комплекс задвижек и заслонок, а также контрольно-измерительные приборы, такие как манометры и термометры, циркуляционные насосы, и другие механизмы и агрегаты, что обеспечивает полную и эффективную работу системы в целом.
