Пластинчастий теплообмінник для опалення - схема пристрою

Саме поняття «теплообмінник» говорить про те, що пристрій здійснює теплообмін, передаючи теплову енергію від теплоносія.

згідно з областю застосування пластинчастий теплообмінник може мати розмір від кількох десятків сантиметрів до кількох метрів.

Які бувають

Пластинчасті теплообмінники відрізняються методом складання:

• розбірні;
• паяні;
• зварні і полусварные.

Пластини виконують головну функцію, покладену на теплообмінник. Вони мають контакт з середовищами, де повинна бути змінені температура.

всередині Пластини теплообмінника не мають плоску, а рельєфну форму. В залежності від форми рельєфу збільшується площа теплообміну.

Стандартні пластини мають симетричний рельєф:

1. Рифлення під кутом 30о називають жорстким. Воно забезпечує високий коефіцієнт теплообміну, але при цьому втрачається тиск.
2. Рифлення в 120 градусів забезпечує менші втрати тиску, але при цьому і теплообмін відбувається повільніше.
3. Пластини з середнім каналом мають рифлення під кутом 60о.
4. Існують пластини, що мають комбінований рельєф, з так званим візерунком ялинкою, дає різні конфігурації каналів.

В один теплообмінник вставляються пластини з декількома типами рифлення каналів, що забезпечує більш високу ефективність всього агрегату.

Внутрішня організація

Внутрішній устрій (натисніть для збільшення)

Основу розбірного теплообмінника становить рама, що складається з нерухомої і притискної плит, задньої стійки та двох напрямних планок. Верхня напрямна з'єднує задню стійку з нерухомою плитою.

Всередині рамної конструкції встановлений пакет пластин, кількість яких може варіюватися. Розбірні теплообмінні агрегати дозволяють встановлювати в них різна кількість пластин, тому їх рами випускаються різних розмірів. На схемі показано, як влаштований пластинчастий теплообмінник, і як відбувається рух теплоносіїв.

В розбірних пластинчастих теплообмінниках пакет з пластинами розташовується між нерухомою і притискної плитами, і притиснутий до нерухомій плиті за допомогою різьбових шпильок. Пластини відокремлені один від одного пластичними, що забезпечують герметизацію, гумовими або полімерними ущільнювачами. Ущільнювальні прокладки в різних моделях теплообмінників або приклеюються в спеціальних пазах, або кріпляться до пластині клипсовыми затискачами.

В паяних пластинчастих теплообмінниках пластини з'єднуються між собою твердим припоєм, завдяки чому відпадає необхідність в притискних плитах і прокладках-ущільнювачах. Припій скріплює пластини між собою та забезпечує герметизацію, завдяки чому підвищується опірність високому тиску, створюваному між пластинами, і забезпечується оптимальне ККД теплообміну. У порівнянні з аналогічними розбірними пристроями, паяні пластинчасті теплообмінники мають меншу вагу і габарити.

В зварних пластинчастих теплообмінниках між пластинами є велика кількість точок зварювання, що забезпечують підвищену герметизацію. Такі теплообмінники застосовуються для теплоносіїв, які хімічно агресивні, або працюють під тиском від 100 барелів і вище. В теплообмінниках, що взаємодіють з різними за хімічним складом середовищами, можуть застосовуватися пластини з розрізняються металів і марок сталей.

В полусварном пластинчастому теплообміннику пластини зварені попарно, а між парами пластин прокладені гумові або полімерні прокладки. Такий пристрій пластин забезпечує ефективність теплообмінників, які застосовуються для охолодження хімічно агресивних теплоносіїв.

Пластини штампуються з нержавіючих сталей, схожих з російською маркою 08Х18Н10Т. Потім поліруються. Товщина сталевого листа в пластині залежить від робочого тиску в теплообміннику і може становити 0,4-1 мм

Принцип роботи

До корпусу теплообмінника підведені труби (або трубки) – в залежності від об'єму теплоносія і розмірів теплообмінника.

Принцип роботи теплообмінника ґрунтується на русі теплоносія по каналах, утвореним рельєфною конструкцією пластин. При цьому вони не змішуються один з одним.

Таким чином, стикаючись з металом пластини, одна середовище віддає теплову енергію, а інша, навпаки, її забирає. Завдяки цьому переміщенню теплоносіїв відбувається нагрівання одного і охолодження іншого носія теплової енергії.

Де застосовуються

Пластинчасті теплообмінники застосовуються не тільки як нагрівальні пристрої, але і для охолодження. В якості нагрівальних пристроїв пластинчасті теплообмінники застосовуються:

• централізованих котелень;
• сонячних установках (електростанціях),
• побутових опалювальних котлах.

Охолоджуючу властивість теплообмінників застосовується в самих різних областях економіки:

• в енергетиці;
• харчової галузі;
• в машино - і автомобілебудуванні;
• сталеливарної індустрії і т. д.

Теплообмінники знайшли широке застосування і в побутових приладах, якими ми користуємося повсякденно.

Випарники

Випарник — пристрій, дія якого заснована на принципі теплообмінника.

У ньому здійснюється перехід рідини в газоподібний або пароподібний стан внаслідок підвищення температури. Пластинчаста конструкція випарника, як показує практика, більш ефективною і компактна, ніж кожухотрубная.

Основна сфера застосування пластинчастих випарників – холодильні установки та машини, в яких здійснюється охолодження:

• технологічних рідин;
• повітря та газоподібних сумішей;
• пара з метою конденсації води.

Важливо знати: для того щоб кондиціонер працював стабільно протягом багатьох років, необхідно стежити за чистотою випарника. В іншому разі на ньому утворюється «шуба» з пилу і бруду, і він перестає виконувати свою охолоджуючу функцію. А це може призвести до перегріву механізмів кондиціонера і його виходу з ладу.

Іншими словами, випарники застосовуються в промислових і побутових холодильниках, кондиціонерах і спліт-системах.

Рекуператор повітря

Рекуператор повітря влаштований за принципом теплообмінника. У ньому зустрічаються два повітряні потоки — припливний і витяжний.

Вони обмінюються тепловою енергією, в результаті в приміщення надходить прогрітий і підсушений повітря, а повітря йде кілька охолоджений. У літній час все відбувається навпаки.

Слово рекуператор утворилося від латинського «recuperatio», що в перекладі означає «повертати». Рекуператори повітря бувають трубчасті, ребристі, пластинчасті.

Таким чином, рекуператор потрібен там, де спостерігається великий контраст між температурою на вулиці і в приміщенні. Він дозволяє знизити витрати на обігрів повітря взимку під час опалювального сезону і на кондиціонування влітку.

Гаряче водопостачання

У котлах опалення та гарячого водопостачання теплообмінник працює за принципом підігрівача.

Пластинчастий теплообмінник значно компактніше інших видів теплообмінників, і тому в побутових двоконтурних котлах все частіше встановлюється саме ця конструкція.

Це невеликий пристрій, не більше 20 см заввишки, займає в котлі небагато місця, але:

• забезпечує більш високий ККД;
• створює менші втрати тепла;
• дозволяє мати можливість для промивання та реконструкції.

Слід пам'ятати: вода, яку ми застосовуємо в котлах ГВП та опалення жорстка, тобто містить підвищену концентрацію вапна та інших сполук, откладывающихся на стінках у вигляді накипу.

Тому необхідно при монтажі обладнання встановлювати фільтри, які зменшать утворення накипу в проточному і опалювальному теплообмінниках.

Як влаштований і працює пластинчастий теплообмінник, дивіться у наступному відео: