Пластинчатые теплообменники принцип работы

Пластинчатые теплообменники – устройство, принцип работы, методика расчета

Пластинчатые теплообменники относятся к классу рекуперативных теплообменников и представляют собой аппараты, теплообменная поверхность которых образована набором тонких штампованных металлических пластин. Пластины теплообменника, собранные в единый пакет, образуют между собой каналы, по которым протекают теплоносители, обменивающиеся тепловой энергией. Каналы с теплоносителями А и В чередуются между собой.

Основные размеры и параметры наиболее распространенных в промышленности пластинчатых теплообменников определены ГОСТ 15518—83. Их изготовляют с поверхностью теплообмена от 2 до 600 м2 в зависимости от типоразмера пластин; эти теплообменники используют при давлении до 1,6 МПа и температуре рабочих сред от —30 до +180° С для реализации теплообмена между жидкостями и парами (газами) в качестве охладителей, подогревателей и конденсаторов.

Типы пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники разделяют по степени доступности поверхности теплообмена для механической очистки и осмотра:

Наиболее широко применяют разборные пластинчатые теплообменники, в которых пластины отделены одна от другой резиновыми уплотнениями. Монтаж и демонтаж этих аппаратов осуществляют достаточно быстро, очистка теплообменных поверхностей требует незначительных затрат труда.

Подключение пластинчатых теплообменников

Классическая схема подключения пластинчатых теплообменников имеет патрубки входа и выхода теплоносителей на передней плите. В большинстве случаев входы и выходы расположены таким образом, чтобы обеспечить противоток теплообменных сред. Работа пластинчатого теплообменника с противотоком рабочих сред показана на видео:

Существуют конструкции пластинчатых теплообменников, в которых патрубки входа и выхода теплоносителей расположены как на передней, так и на задней плите:

Присоединение к входам и выходам рабочих сред осуществляется с помощью фланцевых соединений, соединений под сварку (стальная труба) или резьбового соединения. Возможно также отсутствие какого-либо патрубка на входе или выходе теплоносителя. В таком случае вокруг отверстия на плите выполняются отверстия с внутренней резьбой под шпильки, с помощью которых можно подсоединить трубопровод с теплоносителем с применением термостойкого резинового или каучукового уплотнения.

Пластины для пластинчатых теплообменников

Серийно выпускаемые пластинчатые теплообменники комплектуют пластинами, штампованными из листового металла толщиной до 1 мм. В качестве материала применяется коррозионностойкая сталь, титан, специальные сплавы. Пластины пластинчатого теплообменника имеют гофрированную поверхность для турбулизации потоков в каналах, что повышает эффективность теплопередачи и препятствует отложению загрязнений. Гофры пластин обычно имеют в сечении профиль равностороннего треугольника. Чем тупее угол, под которых расположены гофры пластины, тем большее сопротивление создается в каналах, чем острее угол, тем меньше сопротивление и выше скорость потоков.


Пластины для пластинчатых теплообменников разборного типа

Расчет пластинчатых теплообменников

Расчет пластинчатых теплообменников на прочность сводится к расчету нажимных и промежуточных плит, пластин, штанг, стяжных болтов, коллекторов, днищ и крышек.

При проектировании и подборе производятся тепловые и гидравлические расчеты с целью определения всех характеристик пластинчатого теплообменника, а также параметров процесса теплопередачи. Далее приведен упрощенный расчет пластинчатого теплообменника для примера. Итак, пластинчатый теплообменник уже спроектирован. Он состоит из 101 пластины, которые образуют 100 каналов. Половина из них зарезервирована для потока горячей воды, другая половина для потока холодной воды. Два внешних канала, один горячий и один холодный, будут иметь теплопередачу только на одной стороне, т.к. со второй стороны канала с водой нет. Помним об этом, но не учитываем данное в примере:

Количество пластин100 (101)[-]
Длина пластины8.000[m]
Ширина пластины0.500[m]
Толщина пластины0.002[m]
Ширина холодного и горячего каналов0.008[m]
Температура горячей воды353.15[K]
Температура холодной воды293.15[K]
Массовый расход горячей и холодной воды400.0[kg/s]
Коэффициент загрязнения на горячей и холодной стороне0.00005[m2W/K]
Теплопроводность материала пластин50[W/m/K]

Свойства воды приняты для средних температур. Так как температуры горячей и холодной воды на входе составляют 80 и 20 градусов по Цельсию, соответственно, средняя температура составляет 50 градусов. Для расчета пластинчатого теплообменника вручную пренебрегаем изменением коэффициента теплопередачи при изменении температуры воды. Значения на каждой из сторон будет меняться противоположно.

Площадь теплообменной поверхностиA_hx = 8.000 * 0.500 * 100 = 400[m2]
Количество горячих и холодных каналовN_ch = 50[-]
Площадь сечения одного каналаA_fch = 0.008 * 0.5 = 0.004[m2]
Периметр сечения каналаC_fch = 2 * (0.008 + 0.5) = 1.016[m]
Гидравлический диаметрD_hyd = 4 * A_fch / C_fch = 0.015748[m]
Площадь сечения для жидкостиA_flow = N_ch * A_fch = 0.2[m2]
Массовый расход жидкостиG = M_flow / A_flow = 400.0 / 0.2 = 2000.0[kg/m2/s]
Плотность воды при 50°Cu_w = 0.000525[Pa.s]
Теплопроводность воды при 50°Ck_w = 0.6435[W/m/K]
Коэффициент РейнольдсаRe = G * D / u_w = 59993[-]
Коэффициент Прандтля для воды при 50°CPr = 3.555[-]
Коэффициент теплопередачи на горячей и холодной сторонеU_w = 0.023 * k_w/D_hydr * Re^0.8 * Pr^0.4 = 10372[W/m2/K]
Коэффициент теплового сопротивления пластины на м2R_pl = thickness/cond = 0.002 / 50 = 0.00004[m2W/K]
Общее сопротивление теплопередаче на м2R_t = 2/U_w + 2 * R_foul + R_pl
R_t = 2/10372 + 2*0.00005 + 0.00004 = 0.0003328
[m2W/K]
Общий коэффициент теплопередачиU_oa = 1 / R_t = 3004.6[W/m2/K]

Общий коэффициент теплопередачи посчитан. Мы имеем следующие уравнения:

Q_transferred = delta_T_mean * U_oa * A_hx(ур.1)
Q_fluid = delta_T_fluid * M_flow * Cp_fluid(ур.2)

Поскольку жидкости и их массовые расходы одинаковы с обеих сторон, delta_T_mean равна разности начальной температуры (ITD=T_hot,in-T_cold,in) минус delta_T_fluid, или:

delta_T_mean = ITD – delta_T_fluid(ур.3)

Вставляем это в (ур.1), вычисляем (ур.1) и (ур.2), получаем:

(ITD – delta_T_fluid) * U_oa * A_hx = delta_T_fluid * M_flow * Cp_fluid(ур.4)
Вычисляем delta_T_fluid :

delta_T_fluid = ITD * U_oa*A_hx / (U_oa*A_hx + M_flow*Cp_fluid)(ур.5)

Изменение температуры воды в каждом контуре:
delta_T_fluid = 60.0 * 3004.6*400.0 / (3004.6*400.0 + 400.0*4035) = 25.61 [K]

Расчетная мощность пластинчатого теплообменника:
Q_fluid = M_flow * Cp * delta_T_fluid = 400.0 * 4035 * 25.61 = 41334540 [W] или 41.33 [MW]

Температура на выходе горячей стороны: 80 – 25.61 = 54.39°С
Температура на выходе холодной стороны: 20 – 25.61 = 45.61°С

Расчет пластинчатого теплообменника вручную дает некоторую погрешность, т.к. не учитывает изменение свойств жидкости и материалов при изменении их температуры. Данный метод расчета значительно упрощен, но в более сложных случаях, когда в процессе теплопередачи происходят фазовые изменения сред, он позволяет быстро провести оценочный расчет основных параметров.

На практике расчет пластинчатого теплообменника производится с помощью специальных расчетных программ. Каждый производитель имеет собственное программное обеспечение, которое позволяет быстро подобрать теплообменник и рассчитать все необходимые характеристики.

Пластинчатый теплообменник: конструкция, принцип работы, виды

Узнайте особенности и области применения разборных пластинчатых теплообменников.

Пластинчатый теплообменник – это важный элемент в системе отопления и горячего водоснабжения, который предназначен для теплообмена между двумя рабочими средами. Между теплопередающими пластинами в противотоке двигаются греющий и нагреваемый теплоносители без смешивания между собой.

Например, устройство для ГВС мощностью 670 ккал/ч. Один контур – горячая вода 70 градусов, а второй контур холодная вода 5 градусов. Установка позволяет нагревать второй контур до 50 градусов, охлаждая первый до 40 градусов.

Теплообменник и его виды

Теплообменник – это специальный аппарат, который предназначен для обмена тепла между двумя рабочими средами с различной температурой. Существует множество типов и конструкций. По принципу работы теплообменные устройства разделяются на регенеративные и рекуперативные.

Рекуперативный тип отличается тем, что процесс обмена происходит между теплопередающими пластинами. Потоки изолированы и разделены.

Регенеративный тип характеризуется тем, что обмен осуществляется на одной поверхности, с которой теплоносители контактируют поочередно.

Из рекуперативных наиболее распространенными являются:

  • Кожухотрубные – имеют цилиндрическую форму, состоят из кожуха и трубного пучка.
  • Пластинчатые – состоят из тонких теплопередающих пластин и резиновых уплотнений для герметичности. Имеют разборную конструкцию, что значительно упрощает обслуживание в процессе эксплуатации.
  • Витые – конструкция состоит из спиральной трубки, внутри которой движутся рабочие среды.
  • Спиральные – по принципу работы схожи с пластинчатыми, но более устойчивы к воздействию высокого давления и температуры. Имеют сварную спиральную конструкцию.

Рекуперативные наиболее востребованы в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и производстве.

Преимущества заказа теплообменного и котельного оборудования у нас

  • Доставка по России, Казахстану и другим странам СНГ от 3 дней
  • Даем дилерские цены заводов-производителей на 30% ниже рыночных
  • Подписываем официальный договор – гарантия до 3 лет
  • Собственное производство пластинчатых видов – изготовим за 3 дня
  • Профессиональный подбор оборудования

Просто позвоните.. Наш инженер осуществит точный расчет оборудования.

Конструкция пластинчатого устройства

Основой конструкции пластинчатого вида агрегатов являются теплопередающие пластины и уплотнения, которые стянуты болтами между прижимными плитами. Основной материал из которого изготавливают пластины AISI 316 (нержавеющая сталь) толщиной от 0,4 до 1 мм. Для специальных применений возможно изготовление из титана и других сплавов.

На основе синтетического каучука производятся уплотнения, которые препятствуют протечкам и служат для герметичности агрегата.

  • Нитрильный каучук (NBR): для вязкой или водной рабочей среды;
  • Этилен-пропиленовый каучук (EPDM): для химических веществ без содержания минеральных масел и жиров.
  • Фтор-каучук (VITON / FKM): специальный материал, высоко устойчивый к химическим и агрессивным теплоносителям.

Технические характеристики

  • материал пластин: нержавеющая сталь AISI304, AISI316, 254SMO, Hastelloy, титан, палладий и др.
  • температура сред не более 180°C
  • максимальное рабочее давление до 15 бар
  • площадь поверхности теплообмена от 0,1 кв. м до 2100 кв. м
  • количество пластин зависит от требуемой мощности
Читайте также:  Декоративные камины своими руками

Принцип работы

Сферы применения ЖКХ

В жилищно-коммунальном хозяйстве в основном применяют пластинчатые для подогрева воды в системе отопления и горячего водоснабжения, вентиляции, нагрева воды в бассейнах.

В пищевой промышленности агрегаты нашего типа нашли применение в системах пастеризации молока и молочных продуктов, в системах охлаждения и пастеризации пивного сусла, вина и других напитков.

В металлургической промышленности их применяют для охлаждения оборудования и рабочих сред. Например, жидкости в станках и печах для плавки.

В нефтегазовой отрасли теплообменное оборудование используют для охлаждения жидких и газообразных сред, в установках химподготовки.

На судах теплообменные устройства служат для охлаждения двигателя, масел и основных узлов с применением морской воды.

Разборные пластинчатые виды

Паяные виды

Нужна консультация?

Инженеры компании помогут Вам осуществить правильный расчет для Вашего объекта и подобрать наиболее подходящую модель.

Свяжитесь с нами любым удобным для Вас способом и получите расчет в течение 20 минут.

Заполните форму в правой части страницы или позвоните по номеру +7 (804) 333-70-94 и проконсультируйтесь с нашим специалистом.

Принцип работы и устройство пластинчатого теплообменника

Любой теплообменник представляет собой аппарат, выполняющий теплообмен в одном конкретном месте либо же помещении, преобразуя холодную среду в горячую или наоборот. И пластинчатый теплообменник, принцип работы которого рассматривается в данной статье, может «питаться» не только паром, газами, но также и различными жидкостями. Какие функции он выполняет? Все верно – он прогревает или, напротив, охлаждает необходимую среду.

пластинчатый теплообменник принцип работы

О принципе действия

Пластинчатый теплообменник принцип действия имеет достаточно сложный. Пластины в конструкции располагаются под углом в 180 градусов относительно друг друга. Зачастую производители делают это попакетно, следовательно, компонуются сразу четыре изделия и создается пара коллекторных контуров – подача жидкости и «обратка». Хотя стоит знать, что крайние пластины не принимают никакого участия в процессе теплообмена.

Собственно, с принципом действия устройства все более-менее понятно. Сейчас же рассмотрим классификацию данной конструкции – в соответствии с ней теплообменники могут быть трех типов.

  • Одноходовые приборы, в которых теплоноситель циркулирует перманентно, в одном и том же направлении по всей площади системы. Помимо того, здесь имеет место и противоток жидкостей.
  • Многоходовые приборы, которые можно использовать исключительно в тех случаях, когда разница в температуре носителей тепла не слишком высокая. Потоки жидкости здесь будут двигаться в различных направлениях.

  • Двухконтурные приборы. Они отличаются тем, что состоят из двух автономных контуров, находящихся на какой-либо из сторон. И если постоянно регулировать термальную мощность, то данной оборудование будет идеальным вариантом для покупки.
  • Что же касается технических характеристик таких теплообменников, то они следующие:

    • рабочая температура колеблется в пределах между -25 и +200 градусами;
    • потребление рабочей жидкости составляет от 5 до 2 000 кубометров в час;
    • площадь системы – разная, в зависимости от того, с какой целью ее будут использовать.

    Средние цены пластинчатые теплообменники

    Средняя стоимость варьируется между 20 000 и 80 000 рублей, более конкретная цифра зависит от количества пластин, а значит, от мощности устройства.

    МодельФотоТип средыМощностьТемпер-атура среды на входе СТемпера-тура среды на выходе СКоличе-ство пластинЦена
    Пластинчатый теплообменник НН №04вода — вода21500 ккал/чгреющая среда 95
    нагреваемая среда 5
    греющая среда 75
    нагрева-емая среда 65
    13от 24000
    Пластинчатый теплообменник НН №08вода — вода64500 ккал/чгреющая среда 95
    нагреваемая среда 5
    греющая среда 75
    нагрева-емая среда 65
    23от 37000
    Пластинчатый теплообменник НН №14вода — вода258000 ккал/чгреющая среда 95
    нагреваемая среда 5
    греющая среда 75
    нагрева-емая среда 65
    18от 65000
    Пластинчатый теплообменник НН №20вода — вода86000 ккал/чгреющая среда 95
    нагреваемая среда 70
    греющая среда 75
    нагрева-емая среда 95
    18от 77000

    Таблица средних цен и характеристик на различные модели теплообменников

    Конструктивные особенности пластинчатых теплообменников

    Прибор данного типа представляет собой сборную конструкцию, которая состоит из:

    • недвижимой плиты;
    • направляющих, расположенных сверху и снизу и представляющих собой длинные металлические пруты, которые имеют круглое сечение;
    • подвижной плиты;
    • крепежей, стягивающих между собой обе плиты;
    • соответствующего количества пластин.

    Сама рама может иметь самые разнообразные габариты – все в данном случае зависит от того, какова мощность теплообменника. Другими словами, чем большим будет количество этих пластин, тем выше будет производительность оборудования. Следовательно, общий вес и габариты также увеличатся.

    Обратите внимание! В каждой конкретной модели число этих пластин обладает определенными параметрами. Их конструкция включает в себя специальные резиновые прокладки, герметизирующие протоки, посредством которых циркулирует носитель тепла.

    Помимо того, упомянутого выше стягивания пластин более чем достаточно для установки требуемой плотности состыковки резиновых прокладок, находящихся на соседствующих пластинах. А если говорить о самом теплообменнике с точки зрения нагрузок, которые воздействуют на него, то те влияют преимущественно на прокладки с пластинами. В это же время крепежи с рамой являются всего лишь своего рода корпусом. По этой причинно целесообразно рассматривать не только их.

    Видео – Пластинчатый теплообменник принцип работы (ТИЖ)

    Роль пластин в конструкции

    Прежде всего, стоит сказать о том, что такие пластины производятся исключительно из «нержавейки». Каждый знает, что данный материал невосприимчив к негативному влиянию теплоносителя низкого качества, равно как и к повышенной температуре в камере сжигания. Следовательно, изготовители сделали поистине правильный выбор. В технологическом плане производственная процедура представляет собой обычную штамповку. И в этом нет ничего удивительного, так как изготовить плиту, имеющую сложную конфигурацию, причем таким образом, чтобы использованный материал сохранил свои первоначальные свойства, возможно исключительно по данной технологии.

    Обратите внимание! Далеко не каждая «нержавейка» пригодна для производства пластин в теплообменники. Существуют особые марки, которые нужно использовать. Что же касается отечественных марок, то можем посоветовать лишь сталь 08Х18Н10Т.

    Сами плиты имеют весьма необычное устройство. Они изготавливаются с применением специальной технологии «Офф-сет». Она заключается в создании на плоскостях канавок, способных располагаться как симметрично, так и асимметрично. Благодаря подобного рода рельефной плоскости площадь теплоотбора увеличивается, более того, сам теплоноситель распределяется равномерно.

    Обратите внимание! Огромное значение имеет также и окантовка пластин. Выполняется она рельефно, благодаря чему надежно фиксируется при зажиме и обеспечивает лучшую жесткость/прочность аппарата.

    Для крепления резиновых прокладок к пластинам используются клипсовые соединения. Крепеж достаточно прост, но при этом предельно надежен. Да и сами прокладки при этом выполнены так, что самостоятельно центруются по направляющей – точнее говоря, на автомате. А это значит, что пользователю не нужно ничего придерживать, подталкивать и проч., поскольку и без его вмешательства все будет находиться на своих местах. И по причине особой окантовки манжеты образуется вспомогательный барьер, способствующий минимизации утечки носителя тепла.

    На данный момент пластины такого рода производятся в двух модификациях, ознакомимся с ними.

    • Изделия, покрытые термально жестким рифлением с канавками, выполненными под углом в 30 градусов. У этих пластин повышен показатель теплопроводимости, но главный недостаток в том, что выдерживать большого давления жидкости они, увы, не могут.
    • Изделия с термально мягким рифлением. В данном случае угол равен уже 60-ти градусам. У этих пластин теплопроводимость достаточно низкая, зато давление в отопительной магистрали, которое они могут выдерживать, высокое.

    К слову, если менять пластины в пластинчатом теплообменнике, принцип работы которого рассматривается в этой статье, то можно подобрать наиболее подходящий вариант отдачи тепла оборудованием в целом. Проще говоря, если теплоотдача будет высокой, то теплоноситель будет беспрепятственно двигаться по каналам.

    Любопытный факт: в теплообменнике «кожухотрубного» типа (в нем труба находится в другой трубе) внутренний режим работы прибора является ламинарным.

    О чем это говорит? Только об одном: при одних и тех же термотехнических параметрах габариты пластинчатого теплообменника примерно вчетверо меньшие. А значит, прибор во столько же раз более компактно.

    Печь с теплообменником для бани

    Советуем вам ознакомиться с нашим руководством о том как сделать банную печь с собственным теплообменником подробности смотрите тут

    Роль прокладок в конструкции

    По причине строгих требований, касающихся герметичности приборов, прокладки начали производить из различных полимеров. Сегодня в большинстве случаев применяется материал под названием этиленпропилен, поскольку он прекрасно переносит повышенную температуру и воды, и даже пара.

    Хотя у материала есть существенный недостаток – под действием масла или жира он разрушается моментально. К слову, диапазон выдерживаемой температуры для этиленпропилена составляет 30-160 градусов, что, по сути, очень даже неплохо. Но отметим, что это далеко не единственный материал, который может использоваться с подобной целью.

    Читайте также:  Датчик тяги газовой колонки

    Зачастую прокладки фиксируются посредством специальных замков-клипсов, хотя может использоваться и клеевой состав.

    Сферы применения пластинчатых теплообменников

    Пластинчатый теплообменник, принцип работы которого был рассмотрен выше, имеет достаточно широкое применение. Их можно встретить практически везде, где они, собственно, вообще могут встречаться.

    1. В нефтяной отрасли – нефтяным продуктам, как мы знаем, очень часто требуется охлаждение.
    2. В централизованном отоплении, в ГВС, для подогрева воды в бассейнах и проч.
    3. В автомобилестроении.
    4. В металлургии, машиностроении – там пластинчатые теплообменники применяются для того, чтобы при необходимости охлаждать различные станки и другое оборудование.
    5. В пищевой отрасли – здесь охлаждать следует не только оборудование, но и, к примеру, молочные продукты. И описываемая система является для этого идеальным вариантом!
    6. В судостроении – немногие знают, но на кораблях порой нужно охлаждать системы или, напротив, нагревать морскую воду. Для этого отлично подходит теплообменник.

    Разумеется, это далеко не полный перечень того, где можно использовать пластинчатые конструкции.

    Как промыть теплообменник в газовой печи ?!

    В дополнении к этой статье, рекомендуем вам ознакомиться с нашим руководством о способах и технологии промывки газовых котлов подробности смотрите тут

    Видео – Как собрать разборной теплообменник

    Особенности монтажа и установки

    Теплообменник крепится в строгом соответствии с инструкцией производителя. Он прижимается к стене (для этого используется специальная лента либо консоль). Кроме того, устройство можно закрепить посредством уголка, зафиксированного в нижней части корпуса. В дополнение его еще свяжут трубы.

    Обратите внимание! Обязательно устанавливаются фильтры. Для контура требуется как минимум один фильтр, предназначающийся для грубой очистки. Если речь идет о старой системе отопления, то таких фильтров должно быть два – снизу и сверху.

    Другой важный момент – диаметр подключения (дело в том, что устройство достаточно компактно). Объем жидкости в нем незначительный, равно как и расстояние между пластинами. Поэтому нужно подбирать только такой диаметр, который подходит, или же несколько больший – к примеру, один дюйм. Да и мощность должна подбираться исключительно с запасом (можно на 50 или даже на 100 процентов), поскольку на габариты данный параметр никак не влияет. Но производительность при этом увеличивается!

    Видео – Подключение пластинчатого теплообменника

    На этом все, вот мы и разобрали это устройство, предназначенное для распределения тепла. Теплых вам зим!

    Пластинчатые теплообменные аппараты: типы, устройство и принцип работы

    Введение

    Пластинчатый теплообменник – один из видов рекуперативных теплообменных аппаратов, в основе работы которого лежит теплообмен между двумя средами через контактную пластину без смешения.

    Типы, устройство и принцип работы пластинчатых теплообменников

    Принцип работы всех пластинчатых теплообменных аппаратов одинаков:

    1. На входы ТО подаются теплоносители.
    2. Теплоносители движутся по внутреннему контуру теплообменного агрегата, который сформирован пакетом пластин.
    3. В процессе движения, контактируя с поверхностью пластины, более горячий теплоноситель отдает часть тепла нагреваемой среде.
    4. С выходов теплоносители, с изменившейся температурой, поступают в систему отопления, водоснабжения или вентиляции.
    5. Входные и выходные отверстия теплообменных аппаратов могут иметь различное сечение (у агрегатов Ридан диаметр достигает 500 мм), и с помощью патрубков подключаются к трубопроводу основной системы.

    Данный принцип действия и устройство пластинчатого ТО хорошо продемонстрированы в следующем видео:

    Принцип работы пластинчатого теплообменника

    Виды пластинчатых теплообменников в зависимости от конструкции:

    Пластинчатые разборные теплообменные аппараты

    Пластинчатый разборный теплообменник – устройство, в котором основную функцию теплопередачи между теплоносителями выполняет пакет пластин. Среды не смешиваются между собой благодаря чередованию пластин с плотными резиновыми прокладками, которые образуют два контура движения.

    Свое название «разборные» подобный тип агрегатов получил за то, что пакет пластин не только собирается, но и разбирается во время регулярного обслуживания (промывки) или ремонта.

    Конструкционная схема разборного теплообменника

    Разборный теплообменник состоит из следующих элементов:

    • Неподвижная прижимная плита – основной элемент.
    • Пластины теплообменного аппарата, выполнены из нержавеющей стали или титана, прижимаются друг к другу с использованием уплотнительных прокладок. Количество пластин зависит от технических параметров и требований к оборудованию.
    • Пакет пластин – главный функциональный элемент, который образует внутренний контур устройства и осуществляет теплообмен.
    • Несущая база – направляющая балка, на которую надеваются пластины во время сборки агрегата.
    • Подвижная прижимная плита – прижимает весь пакет к неподвижной прижимной плите с помощью элементов крепления: стяжных болтов, подшипников, стопорных шайб.
    • Опорная станина – вертикальный элемент, к которому прикрепляются направляющие балки (верхняя и нижняя несущие балки).

    Благодаря высокой скорости рабочих сред внутри разборных теплообменных аппаратов отложения и засоры скапливаются на его внутренних поверхностях медленнее, чем на поверхностях кожухотрубных агрегатов.

    Несомненное достоинство данного вида ТО – возможность полной разборки аппарата, что позволяет производить не только промывку пластин, но и их механическую очистку.

    Также стоит отметить, что возможность полной разборки агрегата позволяет не заменять его целиком в случаях протечек, а быстро выявить нерабочие элементы, поменять их и вновь запустить теплообменник в эксплуатацию. При наличии необходимых запасных частей «под рукой» вся процедура займет от нескольких часов до 1 часа.

    Паяные теплообменные аппараты

    Паяные теплообменники также в своей основе содержат пакет пластин, но отличие от разборных заключается в том, что они спаяны между собой, поэтому сборка/разборка такого пакета – невозможна.

    Пайка производится с помощью никеля или меди, поэтому обозначают два основных вида паяных пластинчатых теплообменников: никельпаяный и меднопаяный. Никелевый припой используется для аппаратов, которые будут работать с более агрессивными средами.

    Паяный пластинчатый теплообменник в разрезе

    Паяные теплообменные аппараты применяются в основном в бытовом сегменте благодаря своей низкой стоимости, простоте и небольшим габаритам. Чаще всего подобный тип устройств можно встретить в системах отопления частных домов, где теплообменник подключается к водонагревательному котлу.

    Полусварные теплообменники

    Полусварные теплообменные аппараты – агрегаты, в которых пакет пластин сделан комбинированным способом:

    • пластины попарно свариваются между собой;
    • с внешней стороны такого сдвоенного мини-пакета прикрепляются уплотнения;
    • далее прикрепляется следующий сваренный мини-пакет.

    Места попарной сварки пластин

    Подобный тип конструкции позволяет использовать полусварные теплообменные аппараты в работе с агрессивными средами или в охлаждении, поскольку сварка пластин исключает возможность утечки фреона в охлаждающем контуре.

    Сварные теплообменники

    Сварные теплообменные аппараты – устройства, в которых пластины сварены между собой без использования уплотнителей.

    Внешний вид сварного теплообменника

    Один из потоков теплоносителей движется по гофрированным каналам, второй по трубчатым. Принцип работы пластинчатого сварного теплообменника показан в этом видео:

    Принцип работы сварного теплообменника

    Сварные теплообменные аппараты применяются в технических процессах с предельными параметрами: высокими температурами (до 900 градусов Цельсия), давлением (до 100 бар) и крайне агрессивными средами, поскольку отсутствие резиновых уплотнителей и сварной метод сцепления исключают возможность протечки и смешения сред.

    Основные недостатки подобного типа агрегатов: высокая стоимость и габариты.

    Применение пластинчатых теплообменников

    Пластинчатые теплообменные аппараты используются в:

    • энергетике;
    • отоплении;
    • вентиляции и кондиционировании;
    • судоходстве;
    • пищевой промышленности;
    • машиностроении;
    • автомобилестроении;
    • металлургии.

    Технические характеристики пластинчатых теплообменников

    Пластинчатый теплообменник имеет различные технические характеристики в зависимости от типа конструкции:

    Пластинчатый теплообменник

    Пластинчатый теплообменник (ПТО) – это элемент теплоснабжения, передающий тепло от источника к холодной среде с помощью теплопередающей стенки (в этой роли выступают гофрированные пластины), без смешивания жидкостей.

    Пластинчатый теплообменник
    с бесплатной доставкой по России и СНГ

    Каталог пластинчатых теплообменников

    Преимущества заказа теплообменников в «ТеплоПрофи»

    Наша компания – лидер на рынке теплообменного оборудования в России для коммунального теплоснабжения и технологических нужд. Развитая сеть точек выдачи оборудования делает “ТеплоПрофи” практически идеальным партнером для вашего бизнеса.

    Подбор и расчет стоимости теплообменника удобным для вас способом

    Есть готовый расчет теплообменника?

    По номеру расчета, серийному номеру, расчетному листу, спецификации, по шильдику теплообменника

    Расчет
    по параметрам

    Не манипулируем данными, делаем расчет точно и профессионально

    Получить консультацию

    Проконсультируем по задаче
    Подскажем где взять данные
    Поможем с подбором
    Скажем цену по маркировке

    Есть готовый расчет теплообменника?

    Рассчитаем стоимость по номеру расчета, серийному номеру, расчетному листу, спецификации, по шильдику теплообменника

    Рассчитаем по параметрам

    Не манипулируем данными, делаем расчет точно и профессионально

    Получить консультацию

    Откуда взять расчетные данные для ПТО?

    Расчетные данные (нагрузки, давления, температурные графики) выдаются теплоснабжающими организациями (тепловыми сетями, котельными) в виде пояснительных записок, Технических условий (ТУ).

    Также эти данные вы можете взять из договора с теплоснабжающей организацией, или из проекта модернизации или переоборудования ИТП, УУТО. Если у вас остались вопросы по данным для расчета, то можно обратиться к менеджеру за консультацией.

    ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС
    и наш специалист поможет подобрать оборудование

    ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ОН-ЛАЙН ЗАЯВКИ

    Поля, с заполнением которых возникли трудности, просто оставьте пустыми. Укажите имеющиеся значения и контакты для связи.

    Читайте также:  Что значит котел пиролизный котел

    Подберем лучшее решение под ваши требования

    • Точный технический расчет без погрешностей.
    • Не удешевляем, манипулируя техническими параметрами.
    • Для самых сложных задач подключаем инженеров завода-производителя.
    • Учитываем технические нюансы, поможем собрать необходимые данные для расчета.

    Обращайтесь в любых ситуациях

    ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС
    и наш специалист поможет подобрать оборудование

    Теплообменник и его виды

    Теплообменник – специальное устройство для теплообмена между двумя средами, отличающимися своей температурой. В зависимости от принципа работы они делятся на аппараты регенеративного и рекуперативного типа.

    • Рекуператор имеет в своей конструкции стенку из материала с высокой теплопроводностью, разделяющую и изолирующую друг от друга движущиеся потоки теплоносителя.
    • В теплообменниках регенеративного типа обмен тепловой энергией происходит на одной поверхности, с которой рабочие жидкие среды контактируют поочередно.

    В промышленности популярными являются рекуперативные теплообменники следующих конструкций:

    • кожухотрубные – изготовлены из труб, образующих решетчатую конструкцию при изготовлении которой используется пайка или сварка
    • пластинчатые – сборная конструкция из модульных пластин, соединенных между собой с термостойкими прокладками
    • витые – это конструкции с концентрическими змеевиками, где теплоносители двигаются по спиральной трубе и межтрубному объему
    • спиральные – изготавливаются из тонких металлических листов, свернутых в своеобразную спираль
    • водяные, воздушные и другие

    Наиболее востребованы пластинчатые теплообменники – оборудование рекуперативного вида.

    Конструкция теплообменника

    1 – передняя неподвижная плита, 2 – верхняя направляющая, 3 – задняя подвижная плита, 4 – задняя стойка (штатив) , 5 – рабочая пластина с уплотнением, 6 – нижняя направляющая, 7 – патрубки, 8 – ролики для перемещения пластин вдоль направляющих, 9 – шильд с названием и техническими данными, 10 – шпильки

    Пластинчатый теплообменник состоит из следующих элементов: двух плит ( одной неподвижной, а другой прижимной), входных и выходных патрубков с различными видами соединений, комплекта жестко и герметично соединенных рабочих пластин, специальных направляющих, резьбовых метизов и подставки для монтажа в системе теплоснабжения.

    Главным элементом теплообменника являются пластины, которые предназначены для передачи тепловой энергии одного теплоносителя другому. Они изготавливаются из инертных материалов, стойких к коррозии. В производстве пластин используется операция штамповки. В зависимости от мощности они имеют толщину от 0,4 до 1 миллиметра.

    Собранный теплообменный аппарат состоит из плотно прилегающих друг к другу пластин, образующих каналы в виде щелей. Их лицевые стороны имеют углубление по контуру под резиновую прокладку. Благодаря им пластины герметично прилегают друг к другу.

    Пластины имеют одинаковую форму и изготавливаются из одного материала, в качестве которого может выступать недорогая нержавеющая сталь (например, марки AISI316), а также дорогостоящие сплавы тугоплавких металлов и титан. Выбор материала для производства пластинчатых теплообменников зависит от характеристик, которыми они должны обладать.

    Для изготовления уплотнителей также используются различные материалы. Этот выбор зависит от условий эксплуатации, температуры среды, вида теплоносителя и т. д. В основном прокладки изготавливают из сложных полимеров на основе синтетического каучука. В производстве используются следующие полимерные вещества:

    • EPDM – для неагрессивных сред воды и гликоля
    • Nitril – для масляных и нефтесодержащих теплоносителей
    • Viton – для высокотемпературных сред и пара

    Пластинчатые теплообменники

    Купить пластинчатые теплообменники. Изготовление, сборка, тестирование и испытание пластинчатых теплообменников
    производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи

    Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию пластинчатые теплообменники.

    Пластинчатые теплообменники: описание, назначение и принцип действия

    Пластинчатый теплообменник предназначен для переноса тепла между различными средами, причем парами рабочих сред могут служить как пар-жидкость, так и жидкость-жидкость.

    Теплопередающей поверхностью служат тонкие штампованные гофрированные пластины.

    Теплоносители движутся в теплообменнике между соседними пластинами по щелевым каналам сложной формы. Каналы для теплоносителя, отдающего и принимающего тепло, следуют друг за другом, чередуясь.

    Тонкие гофрированные пластины имеют небольшое термическое сопротивление и, кроме того, обеспечивают турбулентность потока теплоносителя, в связи с чем теплообменники такого типа обладают высокой эффективностью теплопередачи.

    Герметичность каналов, по которым движутся теплоносители, и их распределение по каналам обеспечивается резиновыми уплотнителями, расположенными по периметру пластины.

    Одно из этих уплотнений охватывает два отверстия по углам пластины, через которые теплоноситель входит в канал между пластинами и выходит из него. Поток встречного теплоносителя проходит транзитом через другие два отверстия, которые дополнительно изолированы кольцевыми уплотнениями. Герметичность каналов обеспечивается двойным уплотнением вокруг входных и выходных отверстий. В случае повреждения уплотнения теплоноситель вытекает наружу через специальные канавки (на рисунке показаны стрелками). Это помогает определить нарушение герметичности визуально и быстро заменить уплотнение.

    Схема движения и распределения потока теплоносителей по каналу

    В теплообменнике после сборки пластины стягиваются болтами до требуемого размера, при этом уплотнительные резиновые прокладки образуют системы изолированных друг от друга герметичных каналов – для греющего и нагреваемого теплоносителя. Каждая последующая пластина развернута относительно предыдущей на 180 градусов, что, создавая условия для турбулентного движения жидкости, повышает эффективность теплообмена, и одновременно служит для обеспечения жесткости пакета пластин.

    Системы каналов между пластинами соединены каждая со своим коллектором и имеют каждая свои точки входа и выхода теплоносителя на неподвижной плите.
    На раме теплообменника укрепляется пакет пластин.

    Принцип работы пластинчатого теплообменника

    Конструктивная схема пластинчатого теплообменника. Основные узлы и детали

    Устройство рамы теплообменника: неподвижная плита, подвижная плита, штатив, верхняя и нижняя направляющие, и стяжные болты.

    При сборке направляющие – верхняя и нижняя – сначала закрепляются на штативе и неподвижной плите. Далее, на направляющие надевается сначала пакет пластин, а затем подвижная плита. Подвижную и неподвижную плиты стягивают болтами.

    Одноходовые теплообменники сконструированы таким образом, что присоединительные патрубки расположены на неподвижной плите. Для того, чтобы крепить теплообменник к строительным или технологическим конструкциям, на штативе и неподвижной плите имеются монтажные пятки.

    Виды и типы пластинчатых теплообменников

    Пластинчатые теплообменники делятся по конструкции и по размеру теплообменной пластины на нескольких видов.

    По конструкции теплообменники делят на:

    • одноходовые;
    • двухходовые с циркуляционной линией и без нее;
    • двухходовые, выпускающиеся в виде моноблока. Используются для систем горячего водоснабжения;
    • трехходовые.

    Преимущества пластинчатых теплообменников

    Пластинчатые теплообменники имеют следующие преимущества по сравнению с другими видами:

    Уменьшение площади, которое занимает теплообменное оборудование.

    Способность к самоочищению теплообменника.

    Высокий коэффициент теплопередачи.

    Маленькие потери давления.

    Уменьшение расхода электроэнергии.

    Простота ремонта оборудования.

    Небольшое время, необходимое для ремонта оборудования.

    Небольшая величина недогрева.

    Основной фактор, играющий большую роль при компоновке и размещении оборудования – его компактность. Размеры пластинчатого теплообменника меньше, чем, например, кожухотрубного. Более высокое значение коэффициента теплопередачи позволяет достичь и более компактных размеров. Так, теплопередающая поверхность составляет 99,0 – 99,8% от общей площади пластины.

    Далее, все подсоединительные порты находятся на его неподвижной плите, что делает монтаж и подключение теплообменника значительно более простым. Кроме того, для ремонтных работ требуется значительно меньше площади, чем при ремонте теплообменников другого типа.

    Небольшая величина недогрева

    Движение теплоносителя по каналам тонким слоем, высокая турбулентность его потока обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи. При этом гофрированная поверхность пластины дает возможность получить турбулентный поток уже при относительно небольших скоростях движения потока теплоносителя. Поэтому величина недогрева в этом случае при расчетных режимах работы достигает 1-2 оС, в то время как для кожухотрубных теплообменников в лучшем случае эта величина составляет 5-10 оС.

    Низкие потери давления

    Конструктивная особенность пластинчатых теплообменников позволяет уменьшать гидравлическое сопротивление, например, за счет плавного изменения общей ширины канала. Кроме этого, максимальная величина допустимых гидравлических потерь может быть уменьшена увеличением количества каналов в теплообменнике. В свою очередь, уменьшение гидравлического сопротивления снижает расход электроэнергии на насосах.

    Небольшие трудозатраты при ремонте теплообменника

    Периодические ремонты оборудования всегда связаны со сборно- разборочными работами. Демонтаж кожухотрубного теплообменника – это весьма сложное инженерное мероприятие. Для демонтировки и извлечения пучка труб необходимо использование подъемных механизмов и весь процесс разборки занимает достаточно много времени. При ремонте пластинчатого теплообменника применение подъемных механизмов не требуется. С ремонтом свободно и достаточно быстро справится бригада в 2-3 человека.

    Кроме того, мощность теплообменника может быть плавно изменена увеличением поверхности теплообмена. Это его особенность важна, когда, например, при расширении производства, возникает необходимость увеличения мощности теплообменного оборудования. В этом случае достаточно, не заменяя всего теплообменника, прибавить нужное количество пластин.

    • Охлаждение воды на промышленных ТЭС
    • В сталелитейном производстве
    • Автомобильная промышленность
    • В системах отопления, водоснабжения и вентиляции в любых зданиях применяются пластинчатые теплообменники разборного типа;
    • Пластинчатые теплообменники используются на производстве в системе душевых сеток;
    • Воду в бассейнах подогревают часто именно пластинчатыми теплообменниками;
    • Пластинчатые теплообменники служат для охлаждения жидких пищевых продуктов, гидравлического, трансформаторного и моторного масел;
    • Для систем напольного отопления используют пластинчатые теплообменники разборные;
    • Теплоснабжение небольших районов или высотных зданий обеспечивается зачастую пластинчатыми теплообменниками.

    Ссылка на основную публикацию