Теплообменник пластинчатый

Теплообменники – простые по устройству приборы, которые часто включают в схемы всевозможного промышленного оборудования. Очень часто они используются и в бытовых охладительных системах. Предназначены данные приборы для отбора тепла из наличия одной среды и транспортировке его в другую. В специализированном оборудовании всегда используются разные виды теплообменников:

• Витые
• Кожухотрубные
• Графитовые
• Спиральные.

Наиболее экономичным, популярным и эффективным видом считается пластинчатый теплообменник. Принцип его действия основан на непосредственной передаче тепла сквозь металл, габариты невелики, а стоимость не особенно высока. Используют их в оборудовании различного назначения.

 


Основные элементы пластинчатого теплообменника:

• Передняя неподвижная плита с патрубками, через которую в теплообменник попадают две рабочие среды;
• Верхняя и нижняя направляющая штанги, которые необходимы для обеспечения жесткости конструкции
• Задняя опора устройства
• Задняя подвижная плита
• Пластины
• Уплотнительные прокладки.

Патрубки в таких теплообменниках иногда устанавливаются не только на передней панели, но и на задней, в зависимости от назначения прибора и варианта его включения в общую систему. При сборке теплообменников имеют значение материалы, которые играют важную роль для правильной работы устройства.

Принцип работы и схема устройства пластинчатого теплообменника

Теплообменник функционирует по перекрестной схеме — секции поочередно заполняются то охлаждаемой, то нагреваемой средой, через пластины происходит теплообмен.

В процессе работы заполнение секций устройства обеспечивают прокладки-уплотнители разной формы, способные задерживать или пропускать среду.

В теплообменнике массы перемещаются навстречу друг другу,  нагревающая среда подается сверху, после чего выходит в патрубок снизу охлаждаемая среда.

Принцип работы пластинчатого прибора, предназначенного для ГВС такой же, как у видов, предназначенных для охлаждения и кондиционирования. Модели для ГВС будут содержать воду, другие устройства такого вида будут проводить обмен маслами или газами.

При выборе для себя пластинчатых теплообменников покупатели обычно обращают внимание на следующие показатели:

• Мощность
• Материал, из которого изготовлены пластины
• Расход
• Вид уплотнителя
• Средняя рабочая температура
• Максимальное рабочее давление.

Все эти параметры очень важны, так, как обеспечивают правильную и бесперебойную работу устройства.


Схема теплообменника: как работает подогреватель

Основу разборного теплообменника обеспечивает рама, состоящая из прижимной и неподвижной плит, направляющих планок и задней стойки. Верхняя направляющая скрепляет заднюю стойку с плитой. Внутри рамы установлен комплекс с различным во всех устройствах количеством пластин.

Разборные теплообменники позволяют устанавливать в своей схеме различное количество пластин, и ввиду этого их рамы выпускают разных размеров.

Особенности подогревателя:

• В разборных теплообменниках пакет с пластинами находится между прижимной и неподвижной плитами, и крепко прижат с помощью резьбовых шпилек к неподвижной плите;
• Пластины разделены между собой с помощью пластичных, обеспечивающих герметичность, резиновых или полимерных уплотнителей;
• Уплотнительные прокладки во всех моделях теплообменников или же приклеиваются в предназначенных для этого пазах, или же прикрепляются к пластине зажимами;
• Если же теплообменник паяный, то пластины между собой соединены прочным припоем, который скрепляет пластины друг с другом и обеспечивает прибору герметизацию.

Благодаря этому повышается сопротивляемость давлению, которое создается между пластинами, и обеспечивает оптимальное КПД теплообмена.


Конструкция пластинчатого теплообменника

Теплообменная пластина имеет очень высокоэффективную теплопередачу благодаря своей оптимальной конструкции.

Принцип «Off-Set» дает возможность создания как ассиметричных, так и симметричных каналов. Теплоносители оптимально распределяет специальный рельеф распределительной области.

Двойное уплотнение с кантом полностью предотвращает вероятность смешения сред на участках проходных отверстий. Специальный окантовочный рельеф пластинок обеспечивает нужную жесткость пакета пластинок и стабильную фиксацию уплотнения при давлении на них в процессе пользования теплообменниками.

Рифление пластин бывает разным. Как правило, это термически жесткое, с углом 30 градусов, или же термически мягкое, с углом 60 градусов, которое характеризуется пониженным коэффициентом теплопередачи, и меньшей потерей давления.

Рассчитываемая программа устройства подбирает комбинацию пластинок, которая позволит обеспечить нужную теплопередачу, и одновременно уложиться в заданные показатели давления.

У нас теплообменники изготавливают, согласно ГОСТ 55118-83. Данные устройства могут выдерживать давление до 1,6 Мпа. В рабочей среде у отечественных устройств температура может колебаться в размерах -30 – +180 С°.


Область применения пластинчатого теплообменника:

• Механическое производство, где необходимо охлаждать смазочные жидкости, трансмиссионные масла и гидравлические смеси;
• Поршневые и турбинные двигатели;
• Энергетические станции;
• Компрессоры;
• Судоходство, где теплообменники применяют для центрового охлаждения;
• Машиностроение и металлообработка;
• Легкая промышленность;

Кроме того, пластинчатые теплообменники применяют во всех сферах деятельности, где пользуются системами отопления и кондиционирования. Теплообменник может быть и воздушный, называется он рекуператор.

Виды теплообменников

Теплообменные пластины всегда имеют идентичную конструкцию, как и материал, из которого они сделаны.

Сложные сплавы выбирают для того, чтобы иметь возможность противостоять вредному действию от теплообменной среды. В основном, титановые сплавы используются для пластин теплообменников на судах, где в качестве вредоносной среды идет морская вода.

От вида теплообменной среды и условий работы будет зависеть и материал уплотнителей. Его чаще всего делают из полимера, основанного на каучуке.

Пластинчатые теплообменники могут отличаться методом сборки:

• Паяные
• Разборные
• Полусварные и сварные.

Пластины выполняют основную функцию, которая лежит на теплообменнике. Они так же имеют контакт со средами, в которых должна постоянно изменяться температура. Пластины внутри самого теплообменника имеют рельефную форму. Площадь теплообменника увеличивается в зависимости от формы самого рельефа.

Стандартные пластины должны иметь симметричный рельеф.

Рифление пластин под углом 30 градусов обеспечивает высокий КПД теплообменника, однако в результате этого теряется давление.

Рифление в 120 градусов обеспечивает меньшие потери давления, но при этом теплообмен происходит слабее.

Пластины со средне выполненным каналом имеют рифление равное 60 градусам.

В один теплообменник иногда вставляют пластины с несколькими видами рифления каналов, что обеспечивает повышенную эффективность работы агрегата.