Пластинчатый теплообменник: конструкция, принцип работы, виды | TEPLOOBMENNIC.RU
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 – 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.
. 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
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.
ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
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.
МЕТАЛЛУРГИЯ
В металлургической промышленности их применяют для охлаждения оборудования и рабочих сред.
НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
В нефтегазовой отрасли теплообменное оборудование используют для охлаждения жидких и газообразных сред, в установках химподготовки.
МОРСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
На судах теплообменные устройства служат для охлаждения двигателя, масел и основных узлов с применением морской воды.
Виды пластинчатых
Разборные пластинчатые виды
Преимущества
- минимум затрат на производство
- минимальная стоимость монтажа
- производительность подлежит регулировке
- простота эксплуатации и ремонта
- низкие расходы на эксплуатацию
- время простоя минимально
- небольшая энергоемкость
Применение
- отопительные системы
- жилые здания и помещения
- бассейны
- холодильные и климатические аппараты
- системы снабжения горячей водой
- тепловые пункты
Паяные виды
Преимущества
- минимальная стоимость комплекта
- небольшие габариты и площадь размещения
- максимальная эффективность
- высокая скорость установки и сборки
- надежность и эффективность
- минимальная цена монтажа
Применение
- системы кондиционирования и вентиляции
- жилые здания и помещения
- бассейны
- холодильная техника
- компрессорные и турбинные аппараты
- промышленные установки
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.
Конструкция пластинчатого теплообменника | Теплообменники от Производителя с Доставкой по России
Что такое конструкция пластинчатого теплообменника?
Приобретая любой товар, покупатель хочет знать его внутреннее устройство, из каких деталей он состоит и какие материалы использовались при его производстве. Применительно к оборудованию, которое мы производим можно использовать емкое слово “Конструкция”. Конструкция пластинчатого теплообменника — это совокупность пластин, уплотнений, плит корпуса, крепежных и стяжных элементов из которых состоит пластинчатый теплообменник. Она определяет также материалы, из которых изготовлены все составляющие теплообменника.
Конструкция различных видов теплообменных аппаратов
В процессе расчета теплообменника мы отталкиваемся от условий его эксплуатации.
Они определяют, какое максимальное рабочее давление и температура будут у оборудования. Можно сказать, что условия эксплуатации определяют конструкцию теплообменника. Мы перечислим основные виды теплообменников, которые нашли широкое практическое применение и имеют различное внутреннее устройство:
Пластинчатые разборные — они имеют разборную конструкцию, которая позволяет увеличивать их мощность и менять вышедшие из строя комплектующие.
Пластинчатые паянные — они состоят из спаянных между собой пластин. В качестве припоя используется медь или никель. Это цельносварной теплообменник.
Кожухотрубные — они представляют собой набор трубок, собранных в пучок, которые жестко крепятся к кожуху теплообменника. Это аппарат разобрать можно только частично.
Спиральные — поверхность теплообмена в этих аппаратах образована листами метала, закрученными в спираль. Все элементы теплообменника сварены между собой. Это неразборные аппараты.
Погружные — теплообмен осуществляется за счет элементов, которые погружают в нагреваемую и охлаждаемую среду. Это сварная неразборная конструкция теплообменника.
Оросительные — имеют сложную конструкцию и состоят из пучка труб, по которым стекает жидкий охладитель. Это неразборные теплообменники.
Сварные — состоят из пластин, сваренных между собой. Это частично разборный аппарат.
Графитовые — роль элемента, который передает тепло, выполняют графитовые трубы, которые крепятся к корпусу теплообменника.
Учитывая тот факт, что разборные пластинчатые теплообменники получили наибольшее распространение, мы подробно рассмотрим его конструкцию.
Рисунок 1 — Конструкция разборного пластинчатого теплообменного аппарата
Пластинчатый теплообменник состоит из:
Задней стойки (5)
Ножка теплообменника (6)
Стягивающих элементов (7)
Патрубки — Ответные фланцы (8)
youtube.com/embed/CeVQVAOwUTM»>
Будет логично рассмотреть каждый элемент по отдельности, его назначение, из чего он состоит и как изготавливается:
Основная и прижимная плита
Основная и прижимная плита изготавливается из конструкционной стали. К основной плите крепится ножка теплообменника, направляющие, а также привариваются патрубки если это резьбовое соединение либо прикручиваются фланцы — если фланцевое. Назначение прижимной плиты прижимать пакет пластин с помощью стяжных элементов до необходимого расстояния, при котором пакет пластин будет герметичным и выдерживать рабочее давление. В зависимости от толщины основной и прижимной плиты теплообменники могут работать при давлении 6, 10 и 16 бар.
Пакет пластин с уплотнениями
Пакет пластин состоит из нержавеющих пластин (AISI 304, AISI 316) с толщиной от 0,4 мм до 0,6 мм и уплотнительных прокладок из различных материалов (EPDM, NBR, Viton). Пластины — это основной элемент теплообменника, по ним протекают теплоносители, а через стенки пластин происходит теплообмен.
Рисунок 2 -Пластины теплообменные
В зависимости от мощности теплообменника, от температурных режимов работы, типов присоединений трубопроводов пластины могут быть различных размеров и форм рисунков оребрения. У каждого типоразмера пластины есть два типа — промежуточная (1) и конечная (2) — рисунок 2. Изготавливаются пластины из нержавеющей стали (AISI 316, 304) с применением пресса давлением до 20000 т., который выдавливает рисунок пластин. За счет этого образуются каналы, по которым текут теплоносители.
Уплотнительные прокладки прикрепляются к пластинам и с помощью стяжки теплообменника обеспечивают его герметичность.
Рисунок 3 — Уплотнения
В зависимости от типа среды и параметров работы (температуры и давления) уплотнения делятся на:
EPDM (этилен пропиленовый каучук) — самый распространённый, может работать с различными средами при давлении 16 бар и температурой до 160 С.
NBR (бутадиен нитрильный каучук) используется в пищевой промышленности, для работы с маслами при температуре до 120 С
VITON (фтор каучук) высокотемпературные уплотнения до 195 С.
По типу крепления уплотнения делятся на клипсовые, вставные и клееные. Уплотнительные прокладки являются расходным материалом и время от времени требуют замены в теплообменниках.
Направляющие
Задача направляющих кроется в самом названии. Между ними укладываются пакет пластин, не давая ему сместится при укладке. Также к концу направляющих крепиться задняя опорная стойка. Изготавливается из конструкционной стали после чего оцинковывается. В зависимости от количества пластин бывает различной длины.
Рисунок 4 — Направляющие
Опорные стойки (передняя и задняя)
Стойки предназначены для опоры теплообменника на месте установки. Имеют соответствующие отверстия для крепления к фундаменту либо опорам.
В зависимости от типоразмера теплообменного аппарата могут быть различных размеров.
Рисунок 5 — Передние опорные стойки
Рисунок 6 — Задние опорные стойки
Стяжные элементы
С помощью стяжного элемента “прижимается” прижимная плита к основной и стягивается пакет пластин до необходимого расстояния. Стяжной элемент состоит из болта, гайки, центровочных шайб, храповой шайбы, гровера и прижимной шайбы. Все элементы оцинкованы. Так же, как и направляющие, стяжной элемент в зависимости от количества пластин в теплообменнике имеет различную длину.
Рисунок 7 — Стяжной элемент
Присоединительные патрубки
В зависимости от типа присоединения к трубопроводам бывают фланцевые присоединения либо резьбовые. Могут изготавливаться из обычной стали, и из нержавеющей стали (для пищевой среды). Диапазон диаметров — от Ду 25 до Ду 600.
Рисунок 8 — Резьбовое присоединение
Рисунок 9 — Фланцевое соединение
Наша компания является производителем корпусов теплообменников.
Имеем большой склад теплообменных пластин различных типоразмеров. Всегда в наличии уплотнительные прокладки. Процесс изготовления теплообменника занимает в среднем 1 день. Поставляем теплообменники по все России транспортными компаниями ПЭК, Деловые линии, DPD, СДЭК, GTD и др.
Как работают пластинчатые теплообменники
Как работают пластинчатые теплообменники. В этом видео мы рассмотрим пластинчатые теплообменники и принцип их работы. Их часто называют PHE, PHX, а иногда просто HX или HEX. Пластинчатые теплообменники очень распространены. Они широко используются в строительстве и производстве. Причина, по которой они популярны, заключается в том, что они очень компактны, очень эффективны, просты в обслуживании и требуют минимального обслуживания.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube о том, как работают пластинчатые теплообменники
Пластинчатый теплообменник предназначен для передачи тепловой энергии между двумя жидкостями без их смешивания.
Например, в сфере обслуживания зданий может потребоваться передача тепла из первичного контура, подключенного к котлу, в отдельный вторичный контур, возможно, в сети централизованного теплоснабжения. В производстве вам может понадобиться охладить масло с помощью воды, но, очевидно, вы не захотите смешивать масло и воду вместе.
Основные части пластинчатого теплообменника. У нас есть торцевые пластины на передней и задней крышке, которые обычно изготавливаются из мягкой стали. Они очень сильные, они там, чтобы держать все вместе. Затем у нас есть гайки, они прикрепляются и затягиваются на стяжные болты. Стяжные болты входят в некоторые канавки на боковой стороне устройства и проходят по всей длине теплообменника. Болты затягиваются на этих стержнях и сжимают все пластины и прокладки вместе, образуя водонепроницаемое уплотнение. Между торцевыми пластинами вклинены прокладки и теплообменные пластины.
Примеры размеров теплообменников Теплообменники большего размера также имеют опорные стержни сверху и снизу.
Это выдержит вес теплообменника. Пластины можно просто выдвигать для обслуживания после снятия торцевой пластины.
Выше приведен пример реальной пластины теплообменника. Обычно они изготавливаются из стали или титана, и вы можете видеть, что на них выгравирован или отштампован рисунок. Эти узоры укрепят пластины, а также увеличат площадь поверхности теплопередачи, создавая очень турбулентный поток внутри них. Турбулентный поток хорош тем, что он смешивает жидкость, так что тепло распределяется или усредняется. Если бы это был плавный поток, то в одних регионах тепло скапливалось бы больше, чем в других.
Между пластинами прокладки из резины. Он крепится к лицевой стороне пластины, а цель прокладки — обеспечить плотное прилегание и предотвратить протечки. Прокладка также позволяет или предотвращает поток жидкости в лист.
На изображении пластины теплообменника в реальном мире вы можете увидеть черную линию, проходящую вдоль внешнего края, это прокладка. Обратите внимание, что два правых отверстия имеют диагональное резиновое уплотнение, пересекающее их, это предотвратит попадание воды в пластину.
Однако отверстия слева не имеют этого диагонального уплотнения, поэтому жидкость может втекать и выходить из пластины через эти отверстия.
Если вы посмотрите на предыдущий пример фото сравнения размеров теплообменника. Вы, вероятно, заметите, что стяжные болты выходят далеко за пределы теплообменника. Это по нескольким причинам. Одной из причин является возможность установки всех этих пластин во время установки или технического обслуживания, а также возможность расширения пластинчатого теплообменника в будущем. Скажем, например, в будущем предполагается расширение здания, тогда оно может просто расширить свои возможности охлаждения, добавив больше пластин. Он также может удалить пластины, чтобы уменьшить это.
Пластинчатые теплообменники можно подключить несколькими способами.
В наиболее распространенном случае все входы и выходы находятся на передней панели, поэтому жидкости будут поступать, течь по своим каналам, а затем возвращаться к передней панели.
В другом варианте одна из жидкостей входит через переднюю пластину, а выходит через заднюю пластину.
Другая жидкость течет в противоположном направлении.
Первая версия является наиболее распространенной, потому что вам не нужно изменять трубопровод, если вам потребуется удлинить пластинчатый теплообменник в будущем. Во второй версии все подключенные трубопроводы должны быть удалены и переделаны, в зависимости от того, насколько далеко вы удлините свой пластинчатый теплообменник.
Итак, как это работает?
Мы укладываем несколько пластин вместе, а затем используем прокладки внутри, чтобы предотвратить попадание жидкостей на чередующиеся пластины. Прокладку можно повернуть, чтобы заблокировать правое или левое боковые отверстия. Затем две жидкости будут течь по всем остальным каналам между пластинами. Пример: Жидкость 1, пластина, жидкость 2, пластина, жидкость 1, пластина …
Отверстия совмещаются, образуя трубообразный канал, по которому текут жидкости.
Если вы внимательно посмотрите на изображение выше, вы заметите, что прокладка чередуется с той стороны, которую она блокирует.
Если мы пропустим охлаждающую жидкость в теплообменник, мы сможем позволить ей войти через верхний левый вход. Затем он будет поступать на пластины 2, 4 и 6. Затем он будет выходить с более высокой температурой через нижнее левое выпускное отверстие.
Затем у нас есть горячая жидкость, поступающая через нижний правый вход, она проходит через каналы 1, 3, 5 и 7. Затем она выходит через верхний правый выход с более низкой температурой.
Прокладки позволяют жидкости течь в определенный канал.
Дело в том, что каналы между пластинами имеют разную температуру и горячее всегда перетекает в холодное. Таким образом, горячая жидкость будет передавать часть своей тепловой энергии через более холодную жидкость и в нее. Две жидкости никогда не встречаются и не смешиваются, они всегда разделены стенкой из металлической пластины. Через него просто передается тепло. Поэтому горячая жидкость будет охлаждаться, а холодная нагреваться.
Вы также можете заметить, что эти жидкости текут в противотоке.
Это наилучшая конфигурация для наибольшей эффективности, потому что среднелогарифмическая разность температур, LMTD, максимальна.
Если вы столкнетесь с ними в здании, убедитесь, что они 1) изолированы, чтобы удерживать как можно больше тепловой энергии, и 2) что защитный рукав надет на резьбу стяжных стержней.
Обзор технологии пластинчатых теплообменников
Пластинчатые теплообменники (ПТО) являются очень полезным промышленным компонентом для пассивного (без дополнительной энергии) регулирования температуры жидкости с использованием других жидкостей, которые уже могут быть частью промышленного процесса. Вот краткое объяснение того, как они работают и их преимущества, а также ссылки на дополнительные ресурсы по пластинчатым теплообменникам.
Как работает пластинчатый теплообменник?
Проще говоря, пластинчатый теплообменник — это тип теплообменника, в котором используются плоские металлические пластины для передачи тепла между жидкостями и пластинами. Это достигается, когда высокотемпературные жидкости проходят над пластинами, затем тепло передается от одной стороны пластины к другой, тем самым отводя тепло от жидкости. Плоские теплообменники представляют собой распространенную конструкцию, обеспечивающую повышенную эффективность по сравнению с трубчатыми теплообменниками.
Пластинчатые теплообменники состоят из пластин, также известных как пакет пластин, которые уложены вместе и закрыты двумя крышками из стали. Пакет пластин имеет небольшое расстояние между пластинами, что позволяет циркулировать теплу, переданному от жидкостей. Этот процесс циркуляции передает тепло от пластин по мере его прохождения. Плоские теплообменники предлагают относительно большую поверхность теплопередачи при меньшем пространстве и могут также работать при более высоких давлениях жидкости.
Конструкция
Пластинчатые теплообменники состоят из ряда пластин, скрепленных вместе в большой раме. Как вы можете видеть ниже, есть два входа и два выхода, а промежутки между пластинами чередуются между двумя жидкостями. Большая площадь поверхности, а также гофрирование металла способствуют гораздо большей теплопередаче, чем традиционный кожухотрубный теплообменник аналогичного размера. Это известное преимущество этой технологии.
Рис. 1. Пластинчатый теплообменник в разобранном виде
Материалы
В зависимости от типов используемых теплообменников и жидкостей, проходящих через теплообменник, одни материалы могут быть лучше других. Например, если вы используете морскую воду для охлаждения выхлопных газов реактора, содержание соли в рассоле может вызвать коррозию обычной нержавеющей стали. Для такого приложения вам нужно изучить титановые пластины. Та же логика применима к любым особенно агрессивным химическим веществам, обычно к хлоридным соединениям.
Типы пластинчатых теплообменников
Сварные пластинчатые теплообменники состоят из сварных гофрированных пластин теплопередачи, обычно изготовленных из нержавеющей стали. Сварные пластинчатые теплообменники были созданы для решения некоторых проблем, связанных с предыдущими пластинчатыми теплообменниками, включая совместимость прокладок, а также проблемы с температурой и давлением. Благодаря своей конструкции они отлично подходят для работы с высокими температурами или коррозионно-активными материалами.
Полусварные пластинчатые теплообменники , как следует из названия, представляют собой сварные пластинчатые теплообменники с прокладками. В этой конструкции две пластины сварены вместе и приварены к другим парам внутри теплообменника. Каждый второй канал сваривается вместе в полусварном пластинчатом теплообменнике и может работать в условиях, когда одна жидкость является агрессивной по сравнению с другой.
Полусварные теплообменники относительно просты в обслуживании и хорошо работают с системами, включающими более одной жидкости в системе.
Паяные пластинчатые теплообменники включают в себя канальные пластины, передние уплотнительные пластины и соединения в виде конструктивного рисунка смежных пластин, направленных в противоположных направлениях. Пластины спаяны вместе либо никелем, либо медью, что обеспечивает герметизацию точек контакта. Известно, что паяные пластинчатые теплообменники компактны и эффективны. Поскольку они могут использоваться в приложениях с температурным диапазоном от -256 до 450°F, этот тип пластинчатого теплообменника часто используется в промышленных и холодильных установках.
В разборных пластинчатых теплообменниках используются высококачественные прокладки и тонкие гофрированные металлические пластины, спрессованные в раме. Такая конструкция прокладки и болта герметизирует пластины, защищает жидкости от окружающей среды и предотвращает утечки.
Пластинчатые теплообменники с прокладками легко очищаются благодаря возможности легкого снятия пластин.
Преимущества пластинчатых теплообменников
Основным преимуществом конструкции пластинчатого теплообменника является возможность воздействия жидкостей на большую площадь поверхности, поскольку жидкости распределяются по пластинам. При этом более эффективно облегчается передача тепла, что позволяет температуре изменяться быстрее. К дополнительным преимуществам пластинчатых теплообменников относятся:
- Более компактный
- Низкий ламинарный поток
- Большое количество регенерации тепла
- Относительно низкая стоимость обслуживания
- Возможность очистки на месте
Модульность и техническое обслуживание
Пластинчатый теплообменник достаточно легко разобрать, а затем снова собрать благодаря его конструкции. Одним из преимуществ этого является модульность. Если вы расширяете свой процесс, вам не нужно покупать новый теплообменник, просто добавьте больше пластин к тому, который у вас уже есть.
Еще одним преимуществом является простота обслуживания. Если ваши тарелки загрязнились, вы можете разобрать их и почистить вручную. Или, если у вас есть водяной насос и нужные химикаты, вы можете очистить его так же, как и кожухотрубный теплообменник.
С прокладкой, пайкой или сваркой?
Большинство производителей пластинчатых теплообменников используют три различных способа соединения пластин: прокладки, пайку или сварку. Последние два варианта избавляют от модульности, но добавляют стабильности и надежности. Этот коэффициент простоты обслуживания является одной из причин, по которой паяные пластинчатые теплообменники предпочтительнее в отрасли HVAC, где небольшие блоки устанавливаются в комбинированных котлах или аналогичном отопительном оборудовании. Тем не менее, прокладки предпочтительнее использовать в большинстве промышленных процессов, чтобы облегчить техническое обслуживание и возможное расширение.
Повышение эффективности и экономия средств
Пластинчатые теплообменники находят широкое применение во многих отраслях, начиная от охлаждения сусла и заканчивая гальванопокрытием и анодированием.