Типы пластинчатых теплообменников
Устройства для переноса тепла между нагретой и холодной средой подразделяются на следующие типы в зависимости от схемы передвижения теплоносителей:
1. Одноходовые пластинчатые аппараты, в которых среда перемещается постоянно по одной и той же траектории. При этом теплоноситель проходит по всей длине устройства. Еще в таких аппаратах среды всегда движутся в противоположных направлениях. Это является их основной отличительной чертой.
2. Многоходовые пластинчатые аппараты, рекомендованные для использования на тех объектах, где требуется достичь незначительной разницы температуры между греющей и нагреваемой жидкостью. У этих устройств патрубки находятся не только спереди на неподвижной части, но и с торца на нажимной плите. В устройствах данного типа потоки сред способны менять направления движения. Это может происходить в нескольких или исключительно в одном ходу. Многоходовые устройства передачи тепла оснащаются по одному входному и выходному отверстию.
3. Многоконтурные пластинчатые аппараты, имеющие в своей конструкции независимые контуры в количестве 2 штук. Они располагаются на одной стороне. Применяются такие устройства в тех случаях, когда нужно создать двухэтапные условия охлаждения или прогрева теплоносителя. Еще данные теплообменники позволяют эффективно выполнять регулирование тепловой мощности.
Однако на этом классификация пластинчатых теплообменников не заканчивается. Они еще подразделяются в зависимости от легкости доступа к устройствам, так как их поверхности необходимо не только постоянно чистить механическим способом, но и просто осматривать.
Производители создают три разновидности теплообменников пластинчатого типа:
1. Разборные устройства, имеющие минимально возможные размеры. Данные аппараты очень просто обслуживаются. Их гофрированные пластины и все каналы при необходимости имеется возможность без затруднения очистить. При этом конструкция таких теплообменников позволяет изменять число, и даже тип гофрированных пластин. В результате появляется возможность уменьшить или увеличить мощность отдельно взятого аппарата. Если же возникает утечка теплоносителя, то в этом случае исправить поломку тоже не составляет никакого труда, так как можно выполнить быструю замену уплотнительного элемента или пластины.
2. Полусварные устройства, к которым еще относятся полуразборные аппараты. Такие теплообменники состоят из нескольких модулей, изготовленных при помощи сварки. В состав каждого из них входит две гофрированные пластины. Для их сварки между собой используются лазерные аппараты. Из данных модулей собирается единый пакет. Для этого применяются торцевые пластины и болты, с помощью которых они стягиваются. Эти теплообменники используются в тех случаях, когда какой-нибудь теплоноситель имеет повышенное давление или температуру. Еще аппараты данного вида применяются для нагрева или охлаждения опасных сред.
3. Неразборные устройства, которыми являются теплообменники, изготовленные при помощи пайки. Они состоят из определенного количества гофрированных плит из нержавейки. Данные элементы соединяются между собой методом пайки. Этот процесс осуществляется в вакууме. При этом еще используется припой из никеля или меди. Такие теплообменники отличаются повышенной надежностью, небольшими габаритами и легкой установкой. Неразборные устройства способны самостоятельно очищать свои каналы, так как в них присутствует высокая турбулизация потока среды. Кроме того, они дают хороший экономический эффект. Используются данные аппараты в теплоснабжении, где с их помощью осуществляется нагрев воды.
Все вышеперечисленные теплообменники пластинчатого типа создаются из тонколистового металла. Минимальное количество пластин в одном аппарате обычно составляет 7 штук. Их максимальное число может быть любым, так как практически ничем не ограничивается. При этом самая большая температура нагревающей среды не превышает 150 градусов. В то же время максимальное давление составляет 9,8 бар. На количество теплоносителя, который проходит через теплообменник, влияют его габариты.
Немного истории
Первоначальная идея пластинчатых теплообменников была запатентована во второй половине 19 века, а первая известная конструкция была представлена в 1923 году доктором Ричардом Селигманом, главой компании Aluminium Plant and Vessel Company Ltd.(Алюминиевый завод и Судостроительная компания) известной сегодня как APV. Самый первый пластинчатый и рамный теплообменник был сконструирован из литых пластин из пушечной бронзы и заключен в раму, которая установила стандарт для современных компьютерных тонких металлических пластинчатых теплообменников, известных во всем мире. Базовая конструкция осталась неизменной, но постоянные усовершенствования позволили повысить рабочее давление в современных машинах с 1 до 25 атмосфер.
Преимущества и недостатки
У этих устройств есть несколько преимуществ, что обеспечивает достаточную конкурентоспособность на рынке теплообменных систем. Основные преимущества оборудования:
- Конструкция обеспечена отличной стойкостью к гидравлическим ударам. У аналогичных систем этой характеристики нет.
- Кожухотрубные теплообменники способны работать в экстремальных условиях или с продуктами, которые довольно сильно загрязнены.
- Их очень просто эксплуатировать. Легко проводить механическую чистку оборудования, его плановое техническое обслуживание. Аппаратура имеет высокую ремонтопригодность.
У данного теплообменника имеются как плюсы, так и минусы .Несмотря на все преимущества, у этого устройства присутствуют и недостатки. Их следует учитывать перед приобретением. В зависимости от целей использования, возможно, могут потребоваться другие аналогичные системы. Недостатки аппарата:
- КПД ниже, чем у пластинчатых изделий. Это связано с тем, что у кожухотрубных обменников площадь поверхности, передающей тепло, меньше.
- Имеет большие размеры. Это повышает его конечную стоимость, а также затраты на эксплуатацию.
- Коэффициент теплоотдачи сильно зависит от того, насколько быстро перемещается агент.
Как устроен теплообменник газового котла, для чего предназначен
Теплообменник — это емкость, где тепловая энергия, выделяемая при сгорании газа в газовой горелке, передается тепловому носителю. Конфигурация теплового обменника может быть разной и зависит от того, как устроен газовый котел. По способу передачи тепловой энергии от источника тепла жидкому теплоносителю их делят на теплообменники первичного и вторичного (сдвоенного) типа, а также битермические.
Первичный теплообменник.
Предназначен для монтажа в одноконтурном котле, где происходит подогрев теплоносителя для системы отопления. Энергия сгорания топлива здесь передается носителю напрямую.
Вода в первичном обменнике тепла нагревается до высоких температур, что провоцирует оседание накипи на его стенках, поэтому устройство нуждается в периодической очистке и профилактике. Продлить срок эксплуатации оборудования помогает система водоочистительных фильтров.
Вторичный.
Устанавливают в двухконтурных котлах, предназначенных и для отопления, и для горячего водоснабжения. Здесь нагрев жидкого теплоносителя происходит от жидкости, которая была нагрета ранее.
В конструкции этого типа кроме первичного модуля (где подогревается теплоноситель, отвечающий за отопление) есть пластинчатый теплообменник (где греется вода для бытовых нужд).
Битермический.
Нужен для двухконтурных котлов и представляет собой две системы (отопительную и ГВС), совмещенные друг с другом и работающие синхронно. В наружной подогревается вода для отопления, а во внутренней — для горячего водоснабжения.
Первичные
Первичный теплообменник — это полая трубка большого диаметра, изогнутая в одной плоскости в виде змеевика. Для увеличения рабочей поверхности, а значит и мощности, на ней размещают пластины разного размера.
Первичный тепловой обменник подвергается высоким нагрузкам. Снаружи на его стенки действуют продукты сгорания, копоть, кислотные ангидриды, а изнутри — агрессивные соли, растворенные в теплоносителе. Поэтому, для изготовления первичного теплообменника применяют металлы не подверженные влиянию коррозии (медь, нержавеющая сталь), герметизацию обеспечивают уплотнения теплообменника. Сверху детали покрывают защитным составом. Обязательно регулярно проводят очистку оборудования от накипи. Специальная система фильтров помогает защитить стенки теплообменника от инородных отложений. Все эти меры помогают увеличить КПД и продлить срок эксплуатации оборудования.
Первичные тепловые обменники имеют несложную техническую конструкцию и ломаются редко. Отрицательное их качество — невысокая функциональность.
Вторичные
Вторичный теплообменник нужен для нагрева воды в двухконтурном газовом котле, осуществляющем и отопление, и горячее водоснабжение. Это надежная конструкция, состоящая из системы полых пластин, внутри которых циркулирует вода.
Более эффективны многоходовые модели пластинчатых обменников тепла. Они предполагают многоразовое прохождение жидкости в разных направлениях, что помогает ее лучшему прогреванию. Хорошими материалами для вторичного теплообменника будут нержавеющая сталь, медь, алюминий.
Принцип действия оборудования, предназначенного для горячего водоснабжения несложен: тепло передается от жидкого носителя тепла к жидкому. Скорость теплового обмена выше, что замедляет появление отложений на стенках аппарата.
Срок эксплуатации продолжителен, а техническое обслуживание может проводиться реже. Стоят вторичные обменники тепла дороже, но со своей задачей они справляются более эффективно.
Битермические
В битермическом или совмещенном теплообменнике объединены две системы обмена тепла — от газа к тепловому носителю и от теплоносителя к воде, необходимой для горячего водоснабжения. Устройство представляет вставленные друг в друга полые трубы, по которым циркулирует вода.Для обслуживания используют специальные бустеры для промывки.
Действие обеих систем теплообмена происходит синхронно: в то время как вода во внешней отопительной трубе подогревается снаружи, во внутренней трубе нагревается вода для ГВС. Битермическая система имеет простую конструкцию. Газовый котел, оборудованный системой такого типа, редко ломается, недорого стоит, компактен.
Среди отрицательных качеств битермической системы — невысокая мощность. Части, контактирующие с водой, подвержены отложениям солей, что требует установки фильтров. Ремонт сложен, а иногда и невозможен. Большое количество стыков и соединений создают риск внутренних протечек, объем нагреваемой воды ограничен.
Как правильно подобрать теплообменник в Перми
Теплообменный аппарат
— это оборудование, в котором происходит обмен тепловой энергией между холодной и горячей средой, при этом эти среды не смешиваются и разделены стенками пластин, имеющих высокую степень теплоотдачи.
Где применяются теплообменники
Теплообменники применяются в системе ГВС (горячего водоснабжения), отоплении, вентиляции, кондиционировании, в энергетике, в металлургии, в нефтехимической и пищевой промышленности.
Но самое частое их применение – это на системах ГВС и отопления от частных домов до административных зданий и промышленных сооружений.
Основные виды теплообменников
Самыми популярными среди теплообменников – являются пластинчатые теплообменные аппараты, которые имеют высокую степень теплоотдачи, компактные размеры и универсальны в применении.
Пластинчатые теплообменники бывают паяными или разборными:
Паяные теплообменники, которые широко применяются на системах отопления, хладоснабжения, для работы с газообразными средами, на системы теплого пола, а так же на горячее водоснабжение (ГВС), если в системе нет крупных нерастворенных частиц.
Разборные теплообменники, которые в основном применяются на системы отопления, горячего водоснабжения (ГВС), вентиляции и кондиционирования многоквартирных домов. Их применение позволяет многократно снизить затраты на потребление тепловой энергии и регулировать её потребление.
Особенности для выбора теплообменника
При выборе теплообменника учитываются такие параметры:
1. Технические характеристики
. Необходимо знать такие показатели как:
- Тепловая мощность;
- Расход по сторонам или одной из сторон теплообмена;
- Температуры рабочих сред на входах и выходах теплообменника;
- Возможно допустимые потери давления в системах теплообмена;
- Максимальная температура и максимальное давление рабочих сред;
- Агрессивность рабочих сред.
2. Компания изготовитель
. Каждый изготовитель придерживается своей ценовой политики. Соответственно, иностранные теплообменники, такие как, Alfa Laval имеют более высокий уровень цен.
Бренды теплообменников Российской сборки, хоть даже на иностранных или отечественных комплектующих не уступают по качеству и надежности: Ридан, Этра, Теплотекс АПВ, Funke, Sondex.
3. Применение
- Когда необходим пластинчатый теплообменник на систему отопления, берутся данные для самого холодного периода – именно тогда происходит большое потребление тепла и требуются высокие температуры теплоносителя.
- Когда подбирается теплообменник на систему горячего водоснабжения (ГВС), то берутся температурные данные периода с мая по сентябрь – так как в этот период показатели теплоносителя самые низкие.
Из вышеизложенного видно, что для подбора пластинчатого теплообменника необходимо предусмотреть множество параметров.
Теплообменники с плавающей головкой
На заводах широко применяются теплообменные аппараты с самостоятельной компенсацией термических расширений, которые называют теплообменники с плавающей головкой. Конструктивное отличие в том, что они имеют плав. головку, которая не прикреплена к корпусу аппарата. Такая конструкция позволяет трубному пучку свободно передвигаться при линейном расширении труб, не создавая напряжений и имея возможность свободно деформироваться.
Конструкция теплообменников типа ТП получила наибольшее распространение на НПЗ. Их конструкция дает возможность разобрать аппарат для его очистки от загрязнений.
Наши партнеры
В славном городе Челябинске находится один из наших ключевых партнеров. Их главным преимуществом является собственное производство пластинчатых теплообменников с 2008г. Эти ребята знают про них все.
Они являются сертифицированным сборочным производством и официальными дилерами немецких теплообменников Funke. Также они представляют другие бренды из Турции и Швеции.
Одним из главных преимуществ производителя, которого мы представляем, является индивидуальный подход к каждому клиенту и это не просто заезженная рекламная фраза, это так и есть! И вот почему:
Жесткий регламент отслеживания каждой единицы выпускаемых теплообменников, они все номерные и по номеру отслеживается весь путь.
С каждым клиентом согласовывается собственная цена, исходя из размеров и технических требований
Насчет размеров, теплообменник изготавливается по габаритным размерам клиента (не все производителя идут на такой шаг)
На каждый аппарат есть паспорт, теплообменники номерные и с гарантией на детали.
Перед передачей оборудования клиенту, теплообменники проходят гидравлические испытания на холодной воде.
Благодаря их большому ассортименту различных пластин, компания КВиП может осуществлять ремонт теплообменников других производителей своими силами! Для того чтобы разобраться в проблеме от Вас нужна спецификация вашего теплообменника.
Также есть возможность подобрать на замену те пластины и уплотнения, которые есть у заказчика.
Личный совет от нас: если стоимость теплообменника дешевле рыночной, то обратите внимание за счет чего! Всегда смотрите на толщину пластины, стандартная толщина 0,4 – 0,5 мм, для “экономии” вам могут посчитать 0,35 или меньше, это как правило дешевый Китай! Не соглашайтесь! Толщина пластин влияет на вес всего аппарата, с более тонкими пластинами, вес теплообменника может быть на 30% меньше. Если проблема более серьезная, то потребуется демонтаж теплообменника и отправка его в Челябинск для диагностики и ремонта
Но это в любом случае намного дешевле, чем отправка за границу или покупка нового и это несомненно еще один плюс
Если проблема более серьезная, то потребуется демонтаж теплообменника и отправка его в Челябинск для диагностики и ремонта. Но это в любом случае намного дешевле, чем отправка за границу или покупка нового и это несомненно еще один плюс.
Строение и принцип работы
Механизм действия легко рассмотреть на примере пластинчатого теплообменника заводской сборки. Структура предусматривает два контура и четыре выхода. Пластинчатое устройство разделяет потоки по давлению и температуре. Теплоносителями выступают кислоты и другие жидкости.
Теплообменники для отопления предполагают подключение к одному контуру теплых полов, а к другому – теплоцентрали.
Прямое подключение центрального теплоносителя невозможно, поскольку это приводит к выходу из строя теплого напольного покрытия.
Это происходит из-за повышения давления в теплоцентрали, температурных перепадов и присутствия химически агрессивных веществ в теплоносителе.
Строение теплообменника представлено на рисунке ниже.
Схематичное устройство пластинчатого теплообменника
Структуру теплообменника составляют:
- станина, которая с одной стороны устройства прикрепляется к неподвижной прижимной плите и служит элементом опоры;
- пакет пластин, образующий между составляющими элементами каналы для теплоносителя;
- рама, которая состоит из подвижной прижимной плиты , неподвижной прижимной плиты и задней стойки;
- кожух, служащий для защиты устройства от внешних воздействий;
- шпильки, которые размещены по краю отверстий, через которые в устройство поступает теплоноситель;
- прокладка, необходимая для герметичности каналов;
- опорные и крепежные элементы (направляющие балки, несущая база, лапы станины и рамы, подшипники, болты, гайки, шайбы).
Синие и красные стрелки на рисунке обозначают направления движения холодного и горячего теплоносителя внутри теплообменника соответственно.
В быту применяют теплообменник, чей принцип функционирования основан на разделении потоков и поддержании автономного функционирования теплых полов при пониженном уровне рабочего давления в 1,5 бара и подключении чистой воды.
Структуру теплообменного оборудования составляют три группы пластин:
- Набранные, принадлежащие автономной системе отопления с пониженным уровнем давления.
- Набранные, принадлежащие центральной системе отопления с повышенным уровнем температуры и давления.
- Разделительные, характеризующиеся малой толщиной и передающие тепло от централизованной системы к автономной.
Число и параметры пластин предопределяют мощность теплообменного оборудования. Каждое устройство предполагает установку очистительного фильтра. Он способен удержать грубые частицы: окалины, стружку и прочие. Фильтр нуждается в периодическом промывании очистительными растворами.
Принцип работы теплообменника
Принцип работы теплообменника заключается в передаче тепловой энергии от одного теплоносителя к другому. В устройство поступает прямая греющая среда и холодная среда. При прохождении их между пластинами по каналам происходит нагревание холодной среды. На выходе из теплообменника получают нагретую среду и обратную греющую среду. Внутри оборудования теплообменивающие жидкости движутся навстречу друг другу, то есть в противотоке, и не могут смешиваться, поскольку разделены пластинами.
Обозначения водо-водяных подогревателей в соответствии с ГОСТ 27590-2005
Практика эксплуатации водо-водяных подогревателей насчитывает несколько десятилетий. В обиходе теплообменники этой конструкции «обросли» многочисленными вариантами своего названия – ПВ, ПВВ, ВВП, кожухи, ВВ-подогреватели и т.п. Однако при оформлении документации или заказе водоподогревающего оборудования следует придерживаться обозначений, предписанных соответствующими стандартами. Для водо-водяных подогревателей руководящим документом является уже упомянутый выше ГОСТ 27590-2005 «Подогреватели кожухотрубные…»
Согласно п.3.4 структурная схема условного обозначения выглядит следующим образом:
При указании типа теплообменных труб используется буква «Г» — для гладких труб, а для трубок с профильной поверхностью – буква «П» (п.3.3).
Примеры условных обозначений (использованы из ГОСТа):
- ПВ1 219×4 — Г — 1,6 — 5 — УЗ ГОСТ 27590-2005 – для подогревателя, составленного пятью секциями типа ПВ1 (см. табл. 2) наружного диаметра кожуха 219 мм. Длина секции составляет 4 м, кожухи изготовлены без компенсаторов. Трубная система – из гладких трубок. Подогреватель рассчитан на условное давление 1,6 МПа, выполнен в климатическом исполнении У категории 3;
- если же подогреватель вышеуказанных данных оснащен профилированными трубками и компенсаторами на кожухе, рассчитан на давление 1,0 МПа, выполнен в климатическом исполнении ТС категории 4, то его обозначение выглядит следующим образом: ПВ1К 219×4 — П — 1,0 — 5-ТС4 ГОСТ 27590-2005
Рекуперативные теплообменники: классификация
В рекуперативных теплообменниках происходит постоянный контакт теплоносителей с рабочей стенкой. В регенеративных – попеременный. Рекуперативные теплообменники отличаются неизменностью параметров теплоносителей в разные моменты времени и в разном сечении каналов. Поэтому подобные теплообменники называются также стационарными.
Различаются также теплообменники и с точки зрения направления движения теплоносителей. С этой точки зрения выделяют теплообменники:
- прямоточные;
- противоточные;
- перекрестноточные.
Кроме того рекуперативные теплообменники могут отличаться и по типу конструкции. В зависимости от того, какой тип рабочей поверхности используется, различаются теплообменники трубчатые или пластинчатые.
К трубчатым относится и кожухотрубчатый теплообменник, один из наиболее распространенный в промышленности.
Кожухотрубчатые теплообменники называют также скоростными, поскольку рабочие среды в них в состоянии развивать большие скорости. Это увеличивает и коэффициент теплоотдачи. В одном большом кожухе вместе соединено множество мелких трубок. Они образуют трубные пучки. Рабочие среды движутся и внутри трубок, и в их внешней стороны. Теплообменные процессы протекают через стенки трубок. Увеличивая количество трубок, можно увеличить и площадь теплообменной поверхности, а следовательно – повысить интенсивность теплообменных процессов.
Рекуперативные теплообменники классифицируют и по виду выполняемой ими функции. Это могут быть:
- регенераторы (функция – утилизировать тепло в газотурбинных установках);
- радиаторы (функция – рассеивать тепло от горячей воды);
- воздухоподогреватели;
- пароперегреватели;
- маслоохладители.
Даже одинаковые по типу конструкции теплообменники могут выполнять различные функции. Кожухотрубчатый теплообменник в зависимости от его назначения может быть конденсатором, газоохладителем, испарителем суг, кожухотрубчатым испарителем.
Расчет теплообменников с учетом особенностей каждого типа
Эффективность работы теплообменного оборудования во многом зависит от всех перечисленных особенностей, поэтому при расчете теплообменников учитываются все факторы влияния на интенсивность теплообменных процессов.
Чтобы выбрать между разными типами теплообменников, нужно учесть множество взаимодополняющих факторов: габариты и вес теплообменного оборудования, коэффициент теплопередачи, количество используемого теплоносителя, потребление электроэнергии.
При расчете учитываются конструкционные особенности каждого вида теплообменника и характер протекания теплообменных процессов в них. И в каждом типе теплообменников – свои принципы повышения эффективности.
Например, в пластинчатых теплообменниках интенсивность теплообменных процессов повышается за счет увеличения площади контакта рабочих сред через пластины. Пластинчато-ребристые теплообменники повышают эффективность работы за счет подбора изменения геометрии каналов. Для этого существует большое число ребристых насадок, которые можно закреплять на жестко зафиксированных пластинах.
У каждого типа теплообменного оборудования есть не только свои конструктивные особенности, но и свои принципы повышения эффективности. Как уже упоминалось выше для повышения интенсивности теплообменных процессов в пластинчато-ребристых теплообменниках, изменяется количество оребренных насадок. А для повышения эффективности работы кожухотрубчатых теплообменников необходимо повысить турбулентность потока рабочих сред. Для этого используются винтообразные концевые канавки на внутренних поверхностях труб. За счет этого турбулентность потока увеличивается и повышается интенсивность теплообмена.
При расчете теплообменников необходимо учитывать не только конструкционные особенности каждого вида, но и факторы повышения эффективности. Это позволит найти оптимальное решение.
Дополнительные элементы котлов
Устройство парового котла не ограничивается основными элементами, которые уже были описаны выше. Иногда паровой котел может комплектоваться дополнительными устройствами, позволяющими повысить эффективность или функциональность системы.
Речь идет о следующих элементах:
- Пароперегреватель. Данный элемент позволяет разогреть пар до температуры свыше 100 градусов, что позволяет добиться большей экономичности за счет увеличения КПД агрегата. Пар при использовании перегревателя может достигать температуры в 500 градусов, причем его нагрев осуществляется уже в трубах, то есть после этапа испарения воды. Пароперегреватель может быть как встроенным, так и выполняться в формате отдельного устройства. Существуют конвекционные и радиационные устройства (второй тип имеет в 2-3 раза большую мощность).
- Сепаратор пара. Этот элемент парового котла позволяет устранить всю лишнюю влагу из пара и максимально его высушить. При использовании сепаратора КПД всего котла существенно повышается.
- Паровой аккумулятор. Данное устройство позволяет стабилизировать работу системы. Аккумулятор вбирает в себя излишки выработанного пара и возвращает их в систему, если его становится слишком мало.
- Устройство для очистки воды. Данное приспособление позволяет снизить насыщенность воды кислородом и различными химическими веществами. Своевременная подготовка воды дает возможность уменьшить воздействие коррозии на внутренние элементы котла и свести к минимуму количество отложений в системе.
Также устройство парового котла включает в себя клапан для спуска конденсата, подогреватели воздуха и блок управления агрегатом, в который входит выключатель горения и регуляторы расхода сырья и энергоресурсов. Понимание того, из чего состоит паровой котел, позволяет подогнать его конфигурацию под решение конкретных задач.
Принцип работы устройства
Из чего состоит теплообменник типа труба в трубе? Нетрудно догадаться: из пары труб, вмонтированных одна в другую (по-научному – коаксиально расположенных). По каждому из элементов двигается теплоноситель. «Девайс» можно регулировать за счет правильного подбора диаметра элементов. Конструкция настолько проста, что теплообменник труба в трубе сделать своими руками может любой хозяин, имеющий немного времени и желание.
Так выглядит теплообменник для водопровода
Особенности функционирования аппарата
Описанные устройства применяют для охлаждения либо нагрева теплоносителя для сравнительно умеренных по площади поверхностей теплообмена – порядка 50 квадратных метров. Если сделать особенный расчет теплообменного аппарата типа труба в трубе, то можно добиться даже процесса кипения, а то и конденсации теплоносителя.
Также в случае необходимости площадь теплообмена реально увеличить, но придется строить дополнительные секции.
Чтобы очистка поверхности одинаково качественно осуществлялась в любой части конструкции, с обеих сторон, важно правильно выбрать и умело присоединить выходные/входные патрубки. Тогда агрегат будет работать эффективно, равномерно распределяя потоки по каждому из каналов. Этот момент особенно важен для установки охлаждающих устройств, когда понижение температуры недопустимо
Этот момент особенно важен для установки охлаждающих устройств, когда понижение температуры недопустимо.
Принцип работы «девайса» предельно прост: пара теплоносителей отделена друг от друга перегородкой, через которую осуществляется теплообмен. Расположение «бок о бок» позволяет добиться относительной компактности сооружения. Распределение процессов внутри устройства происходит так: насыщенный пар концентрируется между трубами, а жидкость перемещается по внутренней трубе.
Цена описываемого аппарата не бывает низкой, однако и миссия у него, согласитесь, важная. Конструкция теплообменника типа труба в трубе может разниться, базируясь на разных вариантах компоновок. Однако любой из придуманных типов агрегата хорошим мастерам вполне под силу собрать прямо на месте, используя стандартные элементы и опираясь на чертеж.
1– труба теплообменная; 2 – труба кожуховая; 3 – опора; 4 – решетка кожуховых труб; 5 – камера
Сфера применения приборов
Такой вид теплообменников используют во множестве сфер – как в промышленном сегменте, так и в бытовой области. Добыча и транспортировка газа, подача и очистка нефти, обработка осадочных вод, перемещение химических составов – все эти процессы становятся возможными благодаря задействованию конструкций труба в трубе. Широко распространено применение данного типа теплообменников и в коммунальном хозяйстве – для снабжения горячей водой населения, заводов, фабрик и других зданий. Если сделать специальный расчет теплообменника типа труба в трубе, то такую конструкцию можно задействовать даже в теплоэнергетике. Одно из самых интересных применений «героя» статьи – изготовление вина и молочных продуктов. Даже в пищевой промышленности без теплообменников не обойтись.
Схема устройства прибора
Возможные неисправности
Стальные изделия подвергаются коррозии и подлежат замене
Большинство неполадок требует вмешательства специалистов. Некоторые может устранить и пользователь:
- Снижение давления – если вызвано загрязнением, достаточно почистить теплообменник. При неправильном подключении к сети нужно сверить подсоединение с чертежом в инструкции.
- Снижение КПД – при механическом загрязнении устройство промывают. Если причина в накоплении масла, некондиционных газов, устанавливают дополнительные устройства для их вывода.
- Протечка – чаще всего вызвана разложением уплотнителей. Их заменяют.
- Смешение рабочих сред – возникает при коррозии пластин или трубок. Пластины можно заменить частично, кожухотрубный теплообменник придется ставить новый.
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.
Преимущества и недостатки изделий
Кожухотрубчатые теплообменники имеют ряд достоинств, обеспечивших конкурентные преимущества в своем сегменте теплообменников на рынке теплового оборудования:
1. Они обладают высокой стойкостью к гидроударам в то время, когда другие аналоги такой способностью не обладают.
2. Они могут работать с загрязненными продуктами или в агрессивных средах в отличие от других теплообменников. Например, пластинчатые аналоги работают исключительно на чистом агенте.
3. Простота обслуживания (легко производить механическую очистку), проведения ПТО и высокая ремонтопригодность.
Недостатками изделий этого типа являются:
1. Более низкий по сравнению с пластинчатыми изделиями коэффициент полезного действия, меньшая площадь теплопередающей поверхности.
2. Большие габариторазмеры, следствием чего является повышенная материалоемкость и стоимость аппарата.
3. Значительная зависимость теплоотдачи от скорости перемещаемого агента.
