Как работают пластинчатые теплообменники на охлаждение и отопление

Теплообменники – одна из ключевых частей систем отопления, вентиляции, другого оборудования, где предусмотрена функция поддержания температуры, защиты от перепадов давления. Принцип действия таких блоков заключается в передаче тепла от одного рабочего тела, например, горячей воды, к другому без их смешивания. Типичный пример – отопительный радиатор. Рассмотрим, как работают теплообменники, в чем их отличие на примере пластинчатых.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно теплообменный модуль выглядит как набор гофрированных металлических пластин заданного размера. При их стягивании в единый пакет внутри образуются щелевые каналы, которые соединены между собой небольшими по диаметру отверстиями, по которым циркулирует горячая вода. Если требуется теплообмен между двумя типами носителей, то таких каналов будет двойной комплект, для холодного и горячего потока.

Типовая компоновка конструкции:

1. Комплект теплообменных пластин, изготовленных методом холодной штамповки.
2. Верхняя и нижняя направляющие, упрощающие совмещение отдельных частей.
3. Присоединительные патрубки, обеспечивающие подачу и отвод носителя.
4. Набор креплений, удерживающих конструкцию.

Габариты теплообменника зависят от назначения, требуемых параметров. Чем больше охлаждаемое оборудование или система обогрева, тем массивнее нужны пластины. Мощность системы напрямую связана с площадью металла, излучающего тепло, с весом.

Пластинчатые теплообменники успешно работают в различных отраслях промышленности: тяжелой, легкой, химической, фармацевтической и химической. Их же активно используют в коммунальном хозяйстве, даже в частных домах.

Применение пластинчатых теплообменников

Назначение пластинчатых теплообменников определяется их конструктивными особенностями – это полная изоляция двух сред, между которыми происходит процесс теплообмена. Один из самых популярных примеров применения оборудования – системы отопления. Они имеют независимые контуры между сетью теплоснабжения и коммуникациями здания. Такой подход защищает трубы от гидравлических ударов, упрощает регулировку параметров теплоносителя.

Приведем еще примеры:

1. Пищевая промышленность – при помощи горячей воды в первичном контуре осуществляют пастеризацию молока, подогрев сырья перед отжимом растительного масла, его рафинацией или экстракцией. Вода в охлажденном виде актуальна для производства масла, соков, пива, иных разновидностей напитков.
2. Нефтегазовая отрасль – здесь производится, в зависимости от технологического процесса, охлаждение-нагрев масел, иных нефтепродуктов. Это может понадобиться для поддержания текучести, безопасности транспортировки или повышения эффективности переработки.
3. Судостроение – установки с пластинчатыми теплообменниками помогают охлаждать ДВС путем отбора излишнего тепла от антифриза, моторного масла. Полученное тепло нередко используется для обогрева помещений судна.

Отметим, что при нагреве среды, вода в первичном контуре охлаждается, и наоборот. Это требует либо постоянного подогрева, либо охлаждения носителя. Изоляция контуров позволяет свободно использовать «водяные» системы для поддержания температуры практических любых сред, от воды гидравлического, трансформаторного масла до пищевых продуктов, соляной кислоты и каких-либо других химически активных составов.

Виды пластинчатых теплообменников

Выпускают несколько разновидностей теплообменного оборудования, основанного на пластинах из металла. Это разборные, паяные, сварные и полусварные. Они отличаются конструкцией, способом изготовления, особенностями эксплуатации, отчасти принципом работы.

Разборные

Пластины обычно изготавливают из нержавеющей стали или иного стойкого к коррозии материала. При сборке между ними закрепляются термостойкие прокладки, обеспечивающие герметичность в рабочем температурном диапазоне. При появлении сквозных отверстий, других дефектов систему легко отремонтировать: достаточно слить носитель, разобрать конструкцию и заменить детали на новые, исправные. После сборки оборудование будет работать в прежнем режиме.

Паяные

В отличие от разборных паяные теплообменники являются неразборными. Пайка осуществляется при помощи припоев на основе никеля или меди. Такие конструкции лучше выдерживают сильное давление, хорошо подходят для транспортировки, например, перегретого пара. В остальном система стандартна – все те же каналы, в которых жидкости обмениваются теплом без непосредственного контакта друг с другом, без рисков перемешивания.

Сварные

В сварных теплообменниках пластины соединяются без уплотнителей, как и в паяных. Разница с предыдущим вариантом заключается в прочности стыков. Если медь или никель обладают некоей пластичностью и под давлением способны деформирования, стальные швы позволяют применять теплообменное оборудование в условиях, связанных с высоким давлением, температурой, высокой агрессивностью перемещаемых сред.

Полусварные

Представляют собой комбинацию сварной и разборной конструкции. Пластины сваривают попарно и при помощи винтового соединения, с применением уплотнителей, стыкуют с такой же парой. Это дает возможность придать дополнительную защиту от случайных протечек, смешивания носителей. Оборудование актуально для работы со средами, обладающими высокой токсичностью. Например, газообразным аммиаком.

Добавить комментарий