Теплообменник на схеме: Схема теплообменника, принцип работы

alexxlab

Содержание

Схема теплообменника, принцип работы

Схема теплообменника подразумевает под собой теплообменный аппарат поверхностного типа, в котором передача тепла от греющего теплоносителя к нагреваемому происходит через металлическую стенку, называемую поверхностью теплообмена.

Теплообменный аппарат, в котором разделительная поверхность образована из тонких штампованных гофрированных пластин, является теплообменником пластинчатого типа.

Принцип работы теплообменников построен на движении рабочих сред по щелевым каналам сложной формы между соседними пластинами теплообменника.

Каналы для греющего и нагреваемого теплоносителей чередуются между собой (рис. 1). Гофрированная поверхность пластин теплообменника усиливает турбулизацию потоков рабочих сред и повышает коэффициент теплоотдачи.

«Теплотекс АПВ» производит расчёт, изготовление, продажу и сервисное обслуживание всех типов пластинчатых теплообменных аппаратов.

В их числе: разборные, паяные и гибрибные пластинчатые теплообменники с пластинами из коррозионно-стойкой стали AISI 316 (возможно использование пластин из сплава титана ASTM B256) и резиновыми уплотнениями из термостойкой резины EPDM или Viton (максимальная рабочая температура 150*С и 180*С соответственно). При этом конечная цена на все виды нестандартных пластинчатых теплообменников максимально приближена к стоимости типовых пластинчатых теплообменных аппаратов и максимально соответствует возможным ожиданиям заказчика.

Уплотнения в разборном пластинчатом теплообменнике крепятся к пластине теплообменника с помощью клипс.

Контурная резиновая прокладка разборного пластинчатого теплообменника (рис. 2) охватывает два угловых отверстия разборного теплообменного аппарата, через которые проходит поток рабочей среды в межпластинный канал разборного пластинчатого теплообменника и выходит из него, а через два других отверстия, изолированных дополнительно кольцевыми уплотнениями разборного пластинчатого теплообменника, встречный поток проходит транзитом.

Вокруг этих отверстий разборного пластинчатого теплообменника имеется двойная прокладка, которая гарантирует герметичность каналов (рис. 3) разборного пластинчатого теплообменника.

Уплотнение разборного пластинчатого теплообменника сконструировано таким образом, что в случае ее повреждения, протечки можно определить визуально, купить и заменить прокладку разборного теплообменного аппарата за короткое время. Уплотнительные прокладки разборного пластинчатого теплообменника крепятся к пластине таким образом, что после сборки и сжатия пластины в разборном теплообменном аппарате образуют две системы герметичных межпластинных каналов разборного пластинчатого теплообменника, изолированных друг от друга металлической стенкой и прокладками — одна для греющей среды, другая для нагреваемой.

Обе системы межпластинных каналов разборного пластинчатого теплообменника соединены с соответствующими коллекторами и далее со штуцерами для входа и выхода рабочих сред на неподвижной плите разборного пластинчатого теплообменника. Пластины в составе разборного пластинчатого теплообменника, которые так же возможно купить отдельно, собираются в пакет таким образом, что каждая последующая пластина повернута на 180o в плоскости ее поверхности относительно смежных, что создает равномерную сетку пересечения взаимных точек опор вершин гофр разборного пластинчатого теплообменного аппарата и обеспечивает жесткость пакета пластин разборного пластинчатого теплообменника.

Рама разборного пластинчатого теплообменника (рис. 4) состоит из неподвижной плиты (1), стойки (4), верхней (2) и нижней (7) направляющих, подвижной плиты (3) и комплекта стяжных болтов (8).

Верхняя и нижняя направляющие в разборном пластинчатом теплообменнике крепятся к неподвижной плите и к стойке. На направляющие разборного пластинчатого теплообменника навешивается подвижная плита (3) и пакет пластин (5,6). Неподвижная и подвижная плиты стягиваются в пластинчатом теплообменнике посредством болтовых соединений. У одноходовых разборных пластинчатых теплообменников все присоединительные штуцера расположены на неподвижной плите.

За основу в разборных пластинчатых теплообменниках «Теплотекс АПВ» взят типоразмерный ряд пластин датской компании АРV с различным профилем рабочей поверхности и площадью от 0,018 м2 до 4,75 м2 (рис. 5), обладающих помимо отменного качества выгодной ценой, по которой возможно их купить, обратившись непосредственно в компанию «Теплотекс АПВ» любым удобным способом.

Каналы теплообменного аппарата, образованные пластинами АРV, имеют несколько большее поперечное сечение, чем в разборных пластинчатых теплообменниках других производителей теплообменного оборудования. Поэтому разборные пластинчатые теплообменники производства «Теплотекс АПВ» медленнее загрязняются из-за некачественной подготовки водопроводной воды и требуют промывки пластин и замены уплотнений гораздо реже, чем в теплообменных аппаратах конкурирующих производителей теплообменного оборудования, что имеет решающее значение в аспекте надёжности и формировании цены на сервисное обслуживание разборного теплообменного оборудования, которое планируется к использованию.

В пластинах разборных теплообменных аппаратов компании «Теплотекс АПВ» рационально выполнена зона распределения теплоносителя по ширине канала. Специальная насечка позволяет выровнять сопротивление по ширине канала и обеспечить равномерное обтекание рабочей поверхности пластины разборного пластинчатого теплообменника, что приводит с снижению общей цены разборного пластинчатого теплообменника.

Пластины одного типоразмера могут иметь угол наклона гофр к горизонтальной оси 300 (так называемые жесткие пластины) и 600 («мягкие пластины»). Для жестких пластин разборного теплообменного аппарата характерна большая тепловая производительность и большие потери напора, для мягких пластин – меньшая тепловая производительность и меньшие потери напора. В одном разборном теплообменном аппарате допускается использовать и жесткие, и мягкие пластины. Это еще один способ максимально приблизиться к требуемой производительности разборного пластинчатого теплообменника и допустимым потерям напора при минимальной поверхности нагрева разборного пластинчатого теплообменного аппарата.  

Основные технические характеристики теплообменников пластинчатых разборных «Теплотекс АПВ»

Разборные, одноходовыеМатериал прокладки — резина NBR
Макс. рабочая температура — 140°
Материал пластины — сталь AISI 316Материал прокладки — резина EPDM
Макс. рабочая температура — 160°
Толщина пластины — 0,4-0,7 ммМатериал прокладки — резина VITON
Макс. рабочая температура — 200°
Рабочее давление — 1-2,5 МПа
Таблица 1.
Технические характеристики пластинчатых разборных теплообменников
Новое наименованиеСтарое наименованиеМакс. расход воды, кг/сДиаметр соединений, ммПлощадь пластины, м2Макс. площадь теплообменника, м2
Теплотекс 20-АU21,83200,0181,13
Теплотекс 32-АTR15,56320,0614,21
Теплотекс 50-АSR211,76500,17211,87
Теплотекс 65-Аh2722,22650,1710,03
Теплотекс 80-АN35 DH30,56800,3543,05
Теплотекс 80-BN35 MGS30,56800,3558,80
Теплотекс 100-АO03447,11000,33870,30
Теплотекс 100-BO05047,11000,497125,74
Теплотекс 100-CQ03047,11000,28886,98
Теплотекс 100-DQ05547,11000,565163,85
Теплотекс 100-EQ08047,11000,82233,70
Теплотекс 150-АA055102,781500,55179,85
Теплотекс 150-BA085102,781500,852278,60
Теплотекс 200-АJ0602472000,524242,09
Теплотекс 200-CJ1072472000,991457,84
Теплотекс 200-EJ1852472001,7681 382,58
Теплотекс 250-CJ2503902500,991457,84

схема, устройство и принципы работы

Заказать

Пластинчатые теплообменники представляют собой технические устройства, состоящие из тонких металлических штампованных пластин. С их помощью происходит передача тепловой энергии от горячего теплоносителя к нагреваемой среде. Приборы работают по одинаковому принципу, но отличаются по мощности, материалу изготовления, средней рабочей температуре и виду уплотнителя.

Устройство теплообменника

В устройстве пластинчатого теплообменника задействованы:

  • набор рельефных пластин— неподвижных и прижимных;
  • патрубки для входа и выхода теплоносителя;
  • плиты для стяжки;
  • стяжные болты.

Основными деталями являются пластины.  Они нужны для переноса энергии от одного теплоносителя к другому. Их изготавливают штампованием из нержавеющей стали низкой пробы. Затем производят полировку электрохимическим способом. В итоге детали устойчивы к коррозии, могут работать при высокой температуре. На рисунке представлены пластины разных видов.

В схемах отражена конструкция теплообменника, которая зависит от модели устройства. Количество пластин с закрепленными прокладками для герметизации каналов может быть разным. На них приходится основная нагрузка при работе оборудования, так как детали крепления и рама являются элементами корпуса.

Пластины имеют гофрированную поверхность и рельефную окантовку. Это гарантирует надежное крепление при их сжатии, а также придает конструкции дополнительную жесткость. Подобное строение обеспечивает свободное перемещение жидкости по каналам.

Отличия теплообменников:

  • в разборных аппаратах модуль с пластинами находится между прижимными и стационарными элементами, они крепко присоединены с помощью стержней;
  • пластины разделяют каучуковые или герметичные уплотнители;
  • уплотнители приклеены в специальные отверстия или закреплены шпильками;
  • если теплообменник паяный, его детали соединены припоем, обеспечивающим целостность прибора;
  • аппарат может быть установлен на пол или несущую конструкцию.

Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника

Современные пластинчатые теплообменники эксплуатируются по особой системе. Отделы оборудования по очереди заполняются охлаждаемым и нагреваемым теплоносителем. Для того чтобы его удерживать или пропускать, применяют прокладки-уплотнители. Теплые и холодные массы перемещаются навстречу друг другу.

Пластины имеют высокую теплопередачу за счет эффективной конструкции. При их изготовлении используется специальная разработка «Офф-сет». Ее принцип заключается в создании каналов, располагающихся симметрично и ассиметрично. В результате жидкость распределяется равномерно, а теплоотбор увеличивается. Пластины могут быть двух видов.

  1. Жесткое рифление, нанесенное под углом 30 градусов. У таких изделий повышена теплопроводность, но при этом они не могут сдерживать высокого напора жидкости.
  2. Мягкое рифление под углом 60 градусов. Пластины имеют пониженную тепловую проводимость, но зато способны выдерживать высокий напор жидкости.

Изменяя пластины внутри теплообменника, можно найти оптимальные способы тепловой отдачи. При этом размер оборудования будет в несколько раз меньше, чем кожухотрубное устройство, но тепломеханические показатели у них одинаковы.

Для правильного подключения такого устройства, как пластинчатый теплообменник, требуется специальная схема:

  • F1 — подведение нагревающего теплоносителя;
  • F2 — отведение нагретой среды;
  • F4 — отведение нагревающего теплоносителя;
  • F3 — подведение охлажденной жидкости;
  • М — манометр;
  • Т — термометр;
  • КЗ — кран запорный;
  • ФМС — фильтр магнитно-сетчатый;
  • КР — клапан регулирующий;
  • ФЛ — фланец плоский.

Технические характеристики

Пластинчатые теплообменники могут использоваться для передачи энергии между жидкими и газообразными средами. Устройства применяют в сфере ЖКХ для подогрева воды и отопления многоквартирных домов, на промышленных объектах и электростанциях.

Основные технические характеристики теплообменников с пластинами:

  • давление при стандартных условиях работы от 2,5 до 4,0 МРа;
  • рабочая температура от -50 до +300 °С;
  • прокладки из тонкой листовой меди, Nitrile, Silicone;
  • пластины из нержавеющей стали.

Устройство имеет следующие преимущества:

  • КПД до 95 %;
  • при необходимости мощность устройства легко увеличивается простым добавлением пластин;
  • маленькие размеры по сравнению с оборудованием других типов;
  • удобство обслуживания — при загрязнении пластины легко очищаются от налета;
  • качественная полировка пластин предотвращает появление отложений на их поверхности;
  • срок эксплуатации до 25 лет;
  • невысокая стоимость ремонта;
  • монтировать пластинчатый теплообменник достаточно просто, если есть схема установки.

Материалы, используемые для изготовления

Материал для производства пластинчатого теплообменника должен иметь следующие качества:

  • устойчивость к химическому воздействию;
  • антикоррозийные свойства;
  • стойкость к высокой температуре.

Большинство низкотемпературных элементов для аппаратов изготавливают из малоуглеродистой стали. Для деталей, работающих при высоких температурах, используют жароустойчивую сталь. Она не окисляется при воздействии химических растворов и обладает повышенной прочностью.

Для отдельных узлов пластинчатого теплообменника применяют чугун и цветные металлы. Важно, чтобы материал обладал хорошими качествами для литья и не подвергался коррозии.

Для вентилей и задвижек применяют ковкий чугун, который имеет большую пластичность. Легированный чугун используют для производства деталей, устойчивых к растворам кислот и высокой температуре. Он не окисляется, не изменяет форму при нагреве до 1000 °С.

Цветные металлы и сплавы подходят для корпуса теплообменника. Они обладают высокой тепловой проводимостью и антикоррозийными качествами. Большое распространение получили:

  • латунь — сплав на основе меди с добавлением олова;
  • бронза — сплав меди, алюминия и цинка.

Для изготовления устройств также применяют неметаллические материалы: каучук, пластмассу, силикон. Они не подвержены агрессивному влиянию окружающей среды, поэтому их используют для производства прокладок и уплотнителей.

Керамические материалы имеют небольшой вес, не распадаются при высокой температуре и обладают хорошей прочностью. Их применяют в качестве теплоизоляционных элементов.

Виды теплообменников

  • Разборные пластинчатые теплообменники работают по принципу передачи тепла от горячей жидкости к нагреваемой среде через стальные гофрированные пластины. Они устанавливаются в раму и стягиваются в пакет. Движение жидкости происходит по встречным направлениям, а в местах возможной встречи нагретой и холодной сред находится резиновое уплотнение. Таким образом, исключается смешивание. Все пластины имеют одинаковую форму и размер. Основное преимущество данного вида оборудования в том, что для увеличения мощности достаточно просто добавить нужное количество пластин, для снижения — убрать лишние. Конструкция также дает возможность легко производить промывку деталей и текущий ремонт, поскольку разборка аппарата элементарна.
  • Пластинчатый паяный теплообменник относится к самоочищающимся приборам: схема основана на создании сильно турбулизированных потоков. Если применяется загрязненный теплоноситель, можно провести безразборную чистку оборудования с применением химических препаратов. Металл пластин позволяет использовать различные кислоты для промывки. Для соединения пластин между собой применяется метод твердого припоя. Это дает возможность исключить использование уплотняющих прокладок и прижимных плит, что сводит к минимуму риск протечек.
  • Сварные и полусварные теплообменники используют в системах холодоснабжения. Фреон, конденсатор или аммиак циркулирует внутри модулей, исключая утечку хладагента. В таком приборе пластины складываются попарно и свариваются с помощью лазера. В результате в конструкции отсутствуют материалы для уплотнения, увеличивается устойчивость к давлению, повышается срок эксплуатации оборудования.

Устройства могут отличаться по типу компоновки. При одноходовой жидкость разделяется на параллельные потоки, движется по каналам и сливается через специальный выход. Пластинчатый многоходовый теплообменник имеет глухие перегородки, поэтому его схема работы более сложная: теплоноситель циркулирует по каналам, совершая разворот.

Разборка и сборка пластинчатого теплообменника

На главную

Блог

Все о теплообменниках и теплотехническом оборудовании

Рубрики

Мы в соцсетях

Подписка на статьи

Фильтр по статьям

Содержание статьи

  • Введение
  • Как разбирать пластинчатый теплообменник
  • Как правильно собирать пластинчатый теплообменник
  • Запуск системы
  • Заключение

Введение

Разборка и сборка пластинчатого теплообменника – часть регулярного обслуживания подобного вида устройств, которые были рассмотрены в предыдущей статье.

В процессе эксплуатации теплообменного агрегата на его внутренних поверхностях скапливаются отложения, накипь, ржавчина и другие загрязнения, что приводит к снижению эффективности передачи тепла от одной среды другой. Чтобы очистить теплообменник – необходимо произвести его разборку, промывку и последующую сборку.

Если регулярное обслуживание производилось не вовремя, а также в результате экстремальных нагрузок – возможны протечки уплотнений и деформация пластин, что потребует их замену и, как следствие, разборку агрегата для доступа к поврежденным элементам. 

Схема пластинчатого теплообменника в разобранном виде

Как разбирать пластинчатый теплообменник

Порядок разборки пластинчатого рекуператора выглядит следующим образом:

  1. Необходимо запастись парой фрикционных ключей подходящего диаметра на соответствующий размер стяжных болтов (так для теплообменника Ридан НН 04 – это 24-ый диаметр), в случаях разбора крупных агрегатов это может быть пневмоинструмент.
  2. Чтобы не порезать руки о края пластин, используются защитные перчатки.
  3. Дренируются и отключаются подводящие трубопроводы. При этом желательно сохранять видимое расстояние между трубами и корпусом теплообменника.
  4. Для того, чтобы после обслуживания собрать пакет в правильном порядке, каждая пластина нумеруется несмываемым маркером. Альтернатива: перед разборкой проводят маркером по рёбрам рабочих пластин (по диагонали).

Альтернативный вариант маркировки

  1. Если аппарат новый – кусачками срезается заводская пломба, а со шпилек снимается защитная изоляция.
  2. Замеряется размер стяжки пакета пластин (понадобится при обратной сборке).
  3. Во избежание повреждения резьбы на шпильках и стяжных болтах перед разборкой необходимо смазать их поверхность «графиткой» или обработать жидкостью WD-40.
  4. Если в теплообменнике стяжных шпилек 4, то по диагонали ослабляются на 1-2 оборота стяжные гайки. Если их больше, например, 6, то вначале ослабляют центральные, и только потом переходят к угловым.

Порядок ослабления стяжных болтов 

  1. Полностью раскручиваются стяжные гайки и снимаются вместе со шпильками.
  2. Подвижная плита отодвигается до упора, чтобы получить доступ к пластинам.
  3. Поочерёдно раздвигаются пластины (сначала отводятся их нижние края) и снимаются с рамы.

Вначале сдвигается нижний край пластины

Важно: металлические пластины иногда подвергаются воздействию экстремальных температур, после чего их бывает сложно разъединить. Необходимо действовать предельно аккуратно, чтобы не порвать уплотнители.

Как правильно собирать пластинчатый теплообменник

После проведения обслуживания — промывки теплообменного аппарата или замены нерабочих элементов, процесс сборки происходит в обратном порядке:

  1. Боковые плиты раздвигаются до упора.
  2. На раму устанавливается первая пластина и сдвигается к неподвижной плите. Прокладки должны быть обращены к этой плите.
  3. Ориентируясь на маркерные пометки, сделанные в процессе разборки, в правильном порядке собираются и устанавливаются оставшиеся пластины.
  4. Прижимная плита пододвигается к пакету пластин как можно ближе.
  5. Происходит установка шпилек, в случаях, когда обнаруживается их повреждение, неисправные шпильки и стяжные болты подлежат замене. 
  6. Все гайки затягиваются на один оборот, после чего необходимо убедиться, что уплотнители стоят ровно.
  7. Далее гайки затягиваются в порядке по диагонали, поочерёдно поворачивая их на 1-2 оборота.

Процесс сборки пластинчатого теплообменника хорошо показан на следующем видео:

Важно: чтобы пакет пластин встал ровно, после стяжки прижимная плита должна стоять параллельно неподвижной плите. Стягивать пакет нужно так, чтобы верхушка прижимной плиты опережала нижний край максимум на 1-2 см. Как только размер стяжки приблизится к максимально допустимому значению (которое замерялось ранее), опережение края следует уменьшить.

Запуск системы

В обратном порядке входы и выходы пластинчатого теплообменника подключаются к трубопроводам. Важно при монтаже перед подачей теплоносителей стравить воздух из внутреннего контура установки.

Если в процессе обслуживания уплотнения заменялись на новые, то подача начинается с холодного теплоносителя, дабы избежать повреждения прокладок, если же уплотнения не менялись, то подачу начинают с горячего теплоносителя, чтобы восстановить рабочие характеристики прокладок для правильного теплообмена.

В процессе запуска обязателен контроль за давлением и температурами на входе и выходе теплообменника.

Заключение

В этой статье мы постарались максимально подробно рассказать как происходит процесс разборки и сборки пластинчатого теплообменника. Если у вас остались какие-либо вопросы, то напишите или позвоните нам. В следующей статье рассмотрим применение пластинчатых теплообменников в системах отопления — подписывайтесь на новости! 

Поделиться:

Принципы работы, устройство и виды теплообменников

Собственно, принцип работы и устройство у каждого вида теплообменников неразрывно связаны, причём – двусторонне:

  • принцип, по которому работает тот или иной теплообменник, определяет конфигурацию как минимум некоторых деталей его конструкции; как следствие
  • в большинстве случаев даже по внешнему виду теплообменника можно определить базовый принцип его работы.

Рассмотрим связь между тем, как работает теплообменник и тем, как теплообменник выглядит, на конкретных примерах.

Несмотря на то, что конструкция теплообменников, материалы изготовления могут в значительной мере различаться, по принципу работы все теплообменные аппараты делятся всего на три категории:

  • рекуперативные;
  • регенеративные;
  • контактные.

Основное отличие между ними заключается в способе передачи тепловой энергии от одной рабочей среды (теплоносителя) другой среде.

1. Рекуперацией называется процесс, при котором энергия, в данном случае – тепловая, постоянно присутствует в системе. В случае с рекуперативными теплообменными аппаратами это означает следующее: два теплоносителя в одно и то же время двигаются сквозь теплообменник, и тепло передаётся от теплоносителя к теплоносителю через стенки труб, омываемых теплонесущими средами одновременно с двух сторон. Таким образом, несмотря на то, что в процессе один теплоноситель теряет тепло, а другой нагревается, температура стенки труб остаётся в целом неизменной (имеет место рекуперация).

Наличие труб, внутри которых проходит ток одного из теплоносителей, в то время как другой омывает их снаружи, является определяющим признаком для рекуперативного теплообменника. В качестве наиболее простого примера можно привести теплообменник типа «труба в трубе», более сложным по устройству теплообменным аппаратом является кожухотрубный.

Схема 1. Теплообменник типа «труба в трубе».

 

Схема 2. Кожухотрубный теплообменник.

2. Регенерацией называется процесс восстановления какого-либо параметра, в данном случае – температурного. В случае регенеративного теплообменника имеется ввиду температура имеющего сложную поверхность конструкционного элемента, называемого «насадкой», отвечающего за передачу тепла между теплоносителями.

Где играть в автоматы бесплатно и без регистрации можете прочитать здесь http://igravok. ru/top-rejting-kazino/igrovye-avtomaty-besplatno-bez-registracii.html по ссылке находится десятка игровых аппаратов

. В отличие от рекуперативных теплообменников, у регенеративных эта передача не является постоянной: насадка попеременно награвается и остывает (имеет место процесс регенерации) благодаря тому, что вначале первый теплоноситель отдаёт тепловую энергию насадке, затем насадка отдаёт тепло второму теплоносителю.

В конструкции регенеративного теплообменника также, как и у рекуперативного, могут присутствовать трубы – для подвода и отвода теплоносителей. Но определяющим признаком регенеративного теплообменного аппарата является наличие механизма, ответственного за повторение цикла контакта «первый теплоноситель >> насадка», «насадка >> второй теплоноситель». В качестве примера можно привести регенеративный теплообменник роторного типа, у которого насадка в виде нескольких секторов гофрированной металлической ленты закреплена во вращающемся барабане.

Схема 3. Регенеративный теплообменник роторного типа.

3. Название категории контактных теплообменников говорит само за себя: в их конструкции отсутствуют «промежуточные агенты» в виде стенок труб рекуперативных теплообменников или насадки в регенеративных; передача тепловой энергии осуществляется при непосредственном контакте теплоносителей.

Определяющим признаком устройства таких теплообменных аппаратов является наличие отсека, в котором происходит контакт теплонесущих сред. При этом, размер отсека должен быть достаточно ощутимым, чтобы площадь контакта обеспечивала необходимую эффективность теплопередачи. Наиболее простым примером можно назвать контактный теплообменник типа жидкость – газ или вода – воздух, в котором теплообмен (охлаждение или подогрев) происходит без смешивания этих теплоносителей.

Схема 4. Простейший контактный теплообменник.

Одним из наиболее распространенных типов контактных теплообменников являются градирни, называемые также охладительными башнями и используемые для охлаждения значительных объёмов горячей воды. Принцип из действия заключается в пропускании воздушной массы сквозь распыляемые форсунками мелкодисперсные водяные капли; в результате за счёт испарения определённого количества влаги и конвективного теплообмена между водой и воздухом происходит эффективное охлаждение. Охлаждённая вода собирается водоулавливателем и направляется в резервуар внизу градирни.

Крупные градирни широко используются в составе оборудования тепловых электростанций и ТЭЦ.

Схема 5. Принцип работы градирни на тепловой электростанции.

АО «ЦЭЭВТ» разрабатывает и производит теплообменные аппараты различных типов по индивидуальным заказам. В каждом конкретном случае учитывается предполагаемая схема подключения теплообменника, назначение теплообменного аппарата (работа в качестве подогревателя или охладителя,  конденсатора,  испарителя и т.д.), расчётная эффективность теплового обмена и все иные параметры, имеющие значение для максимального соответствия будущим условиям эксплуатации.

Условные обозначения теплообменных аппаратов

Обозначение

Наименование

Теплообменник (без указания типа)

Теплообменник с электрообогревом (без указания типа)

Кожухотрубный одноходовой теплообменник

Многоходовые кожухотрубные теплообменники

Воздушный охладитель

Пластинчатые теплообменники

Теплообменник с оребренной трубой

Теплообменник типа «труба в трубе»

Градирня

Водяной конденсатор

Холодильник

Воздушный конденсатор

Жидкостный испаритель

Воздушный конденсатор

2.

6. Контроль и автоматика на технологических схемах

Разработав технологическую схему с расстановкой оборудования и произведя обвязку коммуникациями, необходимо решить вопросы контроля и управления технологическими процессами. Необходимо установить точки контроля и регулирования, параметры технологических процессов.

В дальнейшем технологическую схему передают специалистам по разработке систем контроля и автоматики для подбора приборов и разработки конкретных проектов автоматики для каждого технологического процесса.

Ниже представлены условные обозначения КИП (табл. 9), их функций (табл. 10), систем автоматики на технологических схемах (табл. 11, 12).

Таблица 9

Условные обозначения кип на технологических схемах

Однофункцио- нальные

Многофункцио- нальные

Сигнальные лампы

Устанавливается по месту

Устанавливается по месту

Устанавливается по месту

Доступ на главном щите

Доступ на главном щите

Доступ на главном щите

Таблица 10

Функциональные обозначения кип

Обозна-чение

Параметр

Обозначение

Параметр

Обозна-чение

Параметр

А

Анализ

G

Измерение (размеры)

М

Влага или влажность

В

Горение горелки

Н

Управляется вручную

Р

Давление или вакуум

С

Электропро-водность

I

Электрический ток

Q

Количество или событие

D

Плотность

J

Мощность

Т

Температура

Е

Напряжение (ЭДС)

S

Скорость или частота

R

F

Расход

L

Уровень

К

Время

Таблица 11

РЕКОМЕНДАЦИИ по применению теплообменников ТТАИ в тепловых пунктах жилых и общественных зданий.

РЕКОМЕНДАЦИИ по применению теплообменников ТТАИ в тепловых пунктах жилых и общественных зданий.

Мы, кажется, уже почти привыкли к тому, что многие живущие в разных странах представительницы прекрасного пола, склонные к эмоциональному восприятию жизненных коллизий, могут почти одновременно сменить свои наряды, подчиняясь вкусам какого-нибудь знаменитого нетрадиционно ориентированного кутерье. 

Но мы все еще не можем привыкнуть к тому, что деловые люди, совершенно не подверженные эмоциям, а, напротив, движимые, казалось бы, одним только рациональным прагматизмом, тоже порою склонны следовать моде на промышленные изделия вопреки здравому смыслу.  

Кожухотрубные теплообменные аппараты ТТАИ впервые появились в 1992 году, как раз тогда, когда мода на пластинчатые теплообменники, уже завладевшая к тому времени Европой, победоносно перешла через рубежи, над которыми в течение многих лет висел железный занавес. И не стоит удивляться тому, что истосковавшийся за качественным европейским товаром отечественный потребитель в то время предпочел импортный товар отечественному.

Удивления достоин тот факт, что даже теперь, после того как в течение почти полутора десятка лет аппараты ТТАИ демонстрируют уже на сотнях объектах в России свои бесспорные технические и экономические преимущества перед импортными и отечественными пластинчатыми теплообменниками, подавляющее большинство потребителей остаются непоколебимыми приверженцами моды на пластинчатые теплообменные аппараты.

Можно ли объяснить это странное нежелание нашего потребителя приобрести совершенный отечественный аппарат и при этом сэкономить свои деньги и свои производственные площади?

Ответ на этот непростой вопрос лежит, вероятно, в нескольких плоскостях, и изучение всех аспектов конкурентной борьбы не входит в нашу задачу. Вместе с тем, бесспорным можно считать то, что недостаток объективной информации об аппаратах ТТАИ не способствует их распространению.

Эти рекомендации имеют целью устранить недостаток информации, вооружив проектировщиков и заказчиков сведениями, которые помогут им сделать осознанный выбор теплообменников.

Рекомендации основаны на реальном опыте проектирования, строительства и эксплуатации десятков тепловых пунктов. Все эти тепловые пункты, отмеченные рациональностью, экономичностью и эффективностью, работают безупречно.  В каждом из них установлен один или несколько теплообменников ТТАИ. При проектировании самых первых теплопунктов выполнялись технико-экономические сопоставления вариантов применения различных теплообменников от ведущих мировых производителей. Но достоинства аппаратов ТТАИ были столь очевидны, что надобность в этих сопоставлениях вскоре сама собою отпала, потому что на сегодняшний день это бесспорно лучшие теплообменные аппараты для тепловых пунктов жилых и общественных зданий.

1. Особенности интенсифицированных теплообменных аппаратов

Аббревиатура ТТАИ означает «тонкостенный теплообменный аппарат, интенсифицированный», и все его достоинства связаны с интенсификацией процесса теплообмена.

Несмотря на то, что аппараты ТТАИ относятся к кожухотрубным теплообменникам, их свойства резко отличаются от соответствующих свойств водоподогревателей, которые в течение нескольких десятков лет применялись в системах отопления и горячего водоснабжения. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на таблицу 1.

Сопоставление свойств обычных и интенсифицированных кожухотрубных теплообменников (Таблица 1)

Технические показатели

кожухотрубных водо-водяных теплообменников

Значения показателей у теплообменников

обычных

ОСТ 34-588-68

интенсифицированных

ТТАИ

Теплообменные трубки

Материал

латунь

нержавеющая сталь

Характер поверхности

гладкая

волнистая

Наружный диаметр, мм

16

8

Толщина стенки, мм

1

0,3 или 0,4

Количество

12*

52*

Площадь поверхности, м2

0,55*

1,27*

Длина, мм

2000 или 4000

любая кратная 50 мм, но не более 4000

Масса, кг

30,2*

5,3*

Общее количество типоразмеров

22

около 4 тысяч

Показатели со значком * отнесены к одному метру длины теплообменника D=80 мм

Интенсификация теплообмена в аппаратах ТТАИ достигается комплексом технических приемов, включающих в себя:

  • использование тонкостенных из нержавеющей стали теплообменных трубок небольшого диаметра со специальным профилем, обеспечивающим турбулизацию пристенного слоя потока жидкости и эффект самоочистки поверхности;
  • использование специальной технологии создания трубных решеток, позволяющей сконструировать особо плотный и нерегулярный трубный пучок, который подвижно располагается в корпусе аппарата.

Аппараты ТТАИ – это разборные теплообменники. Их конструкция позволяет извлечь пучок теплообменных трубок из корпуса, выполненного из нержавеющей стали.

Аппараты выпускаются с диаметрами корпуса Dy25, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150 и 200 мм.

Жидкости, циркулирующие через аппараты ТТАИ, могут иметь температуры от минус 40 до плюс 1800С, а рабочее давление в аппаратах может достигать 1,6 МПа. 

Интенсифицированные теплообменники могут конструироваться на любое заданное гидравлическое сопротивление каждой из обменивающихся теплом жидкостей.

Интенсифицированный теплообмен характеризуется высокими значениями коэффициента теплопередачи.

2 . Типы аппаратов

2.1 Одноходовые аппараты

В одноходовых аппаратах (рис. 1), как правило, используют противоточное движение теплоносителей.

Теплоноситель №1 проходит по трубкам теплообменника, а теплоноситель №2 – по межтрубному пространству.

В отличие от кожухотрубных теплообменников старого образца, в которых площадь живого сечения межтрубного пространства была примерно вдвое больше площади сечения трубок, в теплообменниках ТТАИ эти площади примерно одинаковы. Поэтому одноходовые теплообменники удобно применять там, где расходы теплоносителей, циркулирующих через межтрубную полость и по трубкам примерно одинаковы.

 

 

Рис. 1 Схема одноходового противоточного теплообменного аппарата.

Например, символом ТТАИ 100/2650 обозначен аппарат с условным диаметром корпуса 100 мм и длиной трубного пучка 2650 мм.

2.2 Двухходовые аппараты

В условиях, когда расходы теплоносителей, циркулирующих через межтрубную полость и по трубкам, отличаются один от другого в два раза и более, лучше всего применять двухходовые (рис. 2) аппараты. Их применяют и в тех случаях, когда потеря давления в одном контуре может быть в несколько раз больше предельно допустимого гидравлического сопротивления движению воды через другой контур.

Теплоноситель №1, расход которого меньше, направляется по трубной полости, разделенной на два контура. На рисунке 2 разделительная линия контуров условно нанесена пунктиром.

В то время как теплоноситель №2 проходит по теплообменнику путь, равный его длине, теплоноситель №1 этот путь пройдет дважды, сначала в одном, а потом в другом направлении.

Рис. 2 Схема двухходового теплообменного аппарата

В двухходовом аппарате противоточное движение теплоносителей в чистом виде организовать не удается, но это обстоятельство учитывается компьютерной программой при расчете поверхностей, а конструктивная лаконичность аппарата позволяет с успехом применять его во многих случаях.

Двухходовые аппараты маркируются символами ТТАИ D/L-2. Например, символом ТТАИ 80/2100-2 обозначен аппарат двухходовой с условным диаметром корпуса 80 мм и длиной трубного пучка 2100 мм.

2.3 Сложноходовые аппараты 

Сложноходовой аппарат (рис. 3) находит применение в тех же случаях, что и двухходовые аппараты, то есть при расходах теплоносителей, циркулирующих через межтрубную полость и по трубкам, отличающихся один от другого в два раза и более.

Теплоноситель №1, расход которого меньше, направляется по трубной полости, а теплоноситель №2 входит в межтрубную полость с двух сторон теплообменника. В то время как теплоноситель №1 проходит по теплообменнику путь, равный его длине, теплоноситель №2, разделенный на два потока, пройдет только половину этого пути.

При заметно отличающихся расходах теплоносителей компьютерная программа расчета предложит оптимальную конструкцию теплообменного аппарата, который в этом случае будет двухходовым или сложноходовым.

Рис. 3 Схема сложноходового теплообменного аппарата

Сложноходовые аппараты маркируются символами ТТАИ-2-D/L.

Например, символом ТТАИ-2-50/3800 обозначен аппарат сложноходовой с условным диаметром корпуса 50 мм и длиной трубного пучка 3800.

2.4 Возможности подачи греющей воды в контуры аппаратов

В отличие от обычных кожухотрубных теплообменников аппараты ТТАИ сконструированы так, что их трубные решетки при любых условиях эксплуатации остаются разгруженными.  Это означает, что греющий теплоноситель может подаваться в любую полость теплообменника. При выборе теплообменника компьютерная программа обычно просчитывает варианты с подачей греющей воды и в трубки, и в межтрубную полость, после чего принимается оптимальное техническое решение.

Если в проекте используется вариант, при котором греющий теплоноситель подается в межтрубную полость, теплообменный аппарат маркируется «ТТАИ», а в случае подачи греющей воды в трубки применяется марка «ТТАИр».

Одинаковые аппараты ТТАИ и ТТАИр (например, ТТАИ 80/2500 и ТТАИр 80/2500), конструктивно ничем не отличаются один от другого, но правильное понимание обозначения «ТТАИр» очень важно для проектировщика теплового пункта и для монтажника. Букву «р» в конце аббревиатуры «ТТАИ» ни в коем случае нельзя игнорировать, потому что тепловая и гидравлическая характеристики аппарата ТТАИр, ошибочно включенного по схеме ТТАИ, могут оказаться очень далекими от расчетных значений.

3. Область применения

3.1 Водоподогреватели горячего водоснабжения

3.1.1 Двухступенчатый подогрев

Двухступенчатый подогрев воды должен применяться в теплопунктах при условии, что отношение максимальной тепловой мощности системы горячего водоснабжения к тепловой мощности системы отопления находится в интервале значений от 0,2 до 1. Известны несколько схем с использованием двух ступеней водоподогревателей, однако практически применяют одну из них, так называемую двухступенчатую смешанную схему, которая в дальнейшем изложении именуется просто двухступенчатой схемой.

На рис. 5 показана схема приготовления горячей воды в двухступенчатом водоподогревателе, составленном из аппаратов ТТАИ.

Рис. 5 Схема приготовления горячей воды по двухступенчатой схеме

1 – водоподогреватель ТТАИ первой ступени, 2 – водоподогреватель ТТАИ второй ступени,  3 — регулирующий клапан, 4 – датчик температуры, 5 – регулятор температуры, 6 – водосчетчик, 7 – циркуляционный насос, 8 – водоумягчитель,  9 – обескислораживатель, 10 — обратный трубопровод от систем отопления и вентиляции.

В водоподогревателе первой ступени (поз.1) для подогрева холодной воды используют потенциал теплоносителя из обратного трубопровода Т12 систем отопления и вентиляции. Количество поступающей из водопровода В1 на подогрев холодной воды фиксируется водосчетчиком 6. Температура воды, поступающей в трубопровод Т3 горячего водоснабжения, контролируется датчиком температуры 4, управляющим через регулятор 5 регулирующим клапаном 3, установленном на подающем трубопроводе Т1, через который теплоноситель поступает на водоподогреватель второй ступени 2.

3.1.2 Одноступенчатый подогрев

Одноступенчатый подогрев воды должен применяться в теплопунктах при условии, что отношение максимальной тепловой мощности системы горячего водоснабжения к тепловой мощности системы отопления находится в интервале значений 0,2 и меньше или 1 и больше.

На рис. 6 показана принципиальная схема узла приготовления горячей воды в аппарате ТТАИ по одноступенчатой схеме.

Одноступенчатый подогрев реализуется теми же техническими средствами, что и двухступенчатый, но требует меньших затрат. Область применения одноступенчатых схем ограничена зданиями, в которых расход горячей воды относительно невелик (например, административные здания) или слишком велик (например, спортивные залы).

Рис. 6 Принципиальная схема узла приготовления горячей воды по одноступенчатой схеме

1 – водоподогреватель ТТАИ, 2 – циркуляционный насос, 3 — регулирующий клапан, 4 – датчик температуры, 5 – регулятор теплопотребления, 6 – водосчетчик, 7 – водоумягчитель, 8 – обескислораживатель

3. 1.3 Подогрев с баками-аккумуляторами

Для расширения области применения одноступенчатых схем, а также для уменьшения максимального часового расхода сетевой воды рекомендуется применять схему подогрева воды с закрытыми баками-аккумуляторами (рис.7).

Обычная схема приготовления горячей воды дополнена закрытыми теплоизолированными баками-аккумуляторами 9 и 10, а также  циркуляционным насосом 11 системы аккумуляции.

Насос 11 должен работать постоянно в контуре циркуляции «теплообменник-баки».

Рис. 7 Принципиальная схема узла приготовления горячей воды с закрытыми баками-аккумуляторами

1 — водоподогреватель ТТАИ одноступенчатый, 2 — циркуляционный насос, 3 — регулирующий клапан, 4 — датчик температуры, 5 — регулятор теплопотребления, 6 — водосчетчик, 7 — водоумягчитель, 8 — обескислораживатель, 9,10 — закрытые теплоизолированные баки-аккумуляторы, 11 — циркуляционный насос системы аккумуляции.

При отсутствии водоразбора из трубопровода Т3 горячего водоснабжения или при незначительном водоразборе баки будут заполняться горячей водой. Как только водоразбор превысит величину подачи циркуляционного насоса 11, холодная вода начнет поступать в нижнюю часть бака 9, вытесняя из верхней части бака 10 накопленную там горячую воду в систему горячего водоснабжения.

Таким образом, при помощи аппарата ТТАИ (поз.1), обогреваемого небольшим количеством сетевой воды, возможно подогреть воду для крупного здания.

3.2 Водоподогреватели систем отопления

3.2.1 Водоподогреватели независимых систем

Независимые системы отопления характерны тем, что в системе отопления циркулирует теплоноситель, гидравлически не связанный с циркуляционным контуром тепловой сети. Действующие нормы допускают применение систем отопления с независимым присоединением к тепловой сети в зданиях с числом этажей 12 и более, но практикой строительства последних лет фиксируется гораздо более широкий спектр зданий с независимыми системами.  Это связано, главным образом, с поставкой оборудования из некоторых европейских стран, где зависимое присоединение к тепловой сети вообще не используется.

Узел приготовления теплоносителя системы отопления с независимым присоединением к тепловой сети с теплообменником ТТАИ представлен на рис. 8

Рис. 8 Схема приготовления теплоносителя в теплообменнике ТТАИ для системы отопления с независимым присоединением к тепловой сети.

1 – запорная арматура, 2 – регулятор перепада давления, 3 – регулирующий клапан, 4 и 5 – датчики температуры наружного воздуха и теплоносителя, 6 – регулятор теплопотребления, 7 – балансировочный вентиль, 8 – циркуляционный насос, 9 – фильтр, 10 – теплообменник ТТАИ, 11 – закрытый расширительный сосуд, 12 – предохранительный клапан, 13 – подпиточный насос, 14 – водосчетчик.

Теплоноситель из подающего трубопровода тепловой сети Т1 проходит через теплообменник ТТАИ (поз. 10), где остывает и возвращается в тепловую сеть через обратный трубопровод Т2. Вода из обратного трубопровода системы отопления Т12 подается циркуляционным насосом поз. 8 в теплообменник ТТАИ, где нагревается сетевой водой, после чего направляется в подающий трубопровод системы отопления Т11. В схему включены также устройства для регулирования, подпитки и вспомогательное оборудование.

3.2.2 Водоподогреватели полузависимых систем

Полузависимые системы отопления состоят из двух подсистем, одна из которых гидравлически не связана с циркуляционным контуром тепловой сети, а в другой подсистеме используется сетевая вода. Эти системы рекомендуется применять в многоэтажных домах, инженерные системы которых проектируют раздельными для верхней и нижней зон здания.

Узел приготовления теплоносителя системы отопления с полузависимым присоединением к тепловой сети с теплообменником ТТАИ представлен на рис. 9.

Рис. 9 Схема приготовления теплоносителя в теплообменнике ТТАИ для системы отопления с полузависимым присоединением к тепловой сети.

А и Б – подсистемы отопления верхней и нижней зон здания.  1…14 – то же, что на рис. 8

Теплоноситель из подающего трубопровода тепловой сети Т1 проходит через теплообменник ТТАИ (поз. 10), где охлаждается до температуры, соответствующей температуре в подающем трубопроводе системы отопления и под давлением тепловой сети поступает в подающий трубопровод Т21 подсистемы Б, обогревающей нижнюю зону здания. Вода из обратного трубопровода Т12 подсистемы А, обогревающей верхнюю зону, подается циркуляционным насосом поз. 8 в теплообменник ТТАИ, где нагревается сетевой водой, после чего направляется в подающий трубопровод Т11 подсистемы А. Сетевая вода из обратного трубопровода Т22 подсистемы Б возвращается в тепловую сеть через трубопровод Т2.

3.2.3 Водоподогреватели зависимых систем

Водоподогреватели ТТАИ применяются в зависимых от тепловой сети системах отопления СРТ.

Системы отопления со ступенчатой регенерацией теплоты (СРТ) рекомендуется применять в тех случаях, когда давления в трубопроводах на вводе тепловой сети в здание позволяют присоединить систему отопления по зависимой схеме, а гидравлическое сопротивление отопительной системы больше того циркуляционного давления, которое способен создать элеватор. В этом случае использование схемы СРТ позволяет отказаться от применения циркуляционных насосов, что существенно упрощает систему и заметно улучшает ее эксплуатационные качества.

Узел приготовления теплоносителя системы отопления с зависимым присоединением к тепловой сети с теплообменником ТТАИ представлен на рис. 10.

Рис. 10 Схема приготовления теплоносителя в теплообменнике ТТАИ для системы отопления СРТ с зависимым присоединением к тепловой сети.

Теплоноситель из подающего трубопровода тепловой сети Т1 проходит через теплообменник ТТАИ (поз. 7), где охлаждается до температуры, соответствующей температуре в подающем трубопроводе системы отопления и поступает в подающий трубопровод Т11 подсистемы А, обогревающей часть здания. Вода из обратного трубопровода Т12 подсистемы А поступает в теплообменник ТТАИ, где нагревается и направляется в подающий трубопровод Т21 подсистемы Б, обогревающей другую часть здания. Теплоноситель из обратного трубопровода Т22 подсистемы Б возвращается в тепловую сеть через трубопровод Т2.

А и Б – подсистемы отопления СРТ.  1…6 – то же, что на рис. 8, 7 – теплообменник ТТАИ

3.3 Примеры нетрадиционного применения

3.3.1 Две ступени водоподогревателя ГВС в одном аппарате

При определенных соотношениях тепловых мощностей отопления и горячего водоснабжения возможно использование одного аппарата ТТАИ в схеме с двухступенчатым подогревом воды для системы горячего водоснабжения (рис. 11). 

Рис. 11 Схема приготовления горячей воды по двухступенчатой схеме в одном аппарате

1 – водоподогреватель ТТАИ двухступенчатый, 2 – обратный трубопровод от систем отопления и вентиляции, 3 — регулирующий клапан, 4 – датчик температуры, 5 – регулятор температуры, 6 – водосчетчик, 7 – циркуляционный насос, 8 – водоумягчитель, 9 – обескислораживатель

Теплоноситель Т12 из обратного трубопровода 2 систем отопления и вентиляции направляется в середину межтрубной полости аппарата ТТАИ, где он смешивается с теплоносителем Т1, циркулирующим через эту полость, в то время как через трубную полость теплообменника проходит нагреваемая вода из водопровода В1. Таким образом, правая часть аппарата работает как водоподогреватель первой ступени, а левая – как водоподогреватель второй ступени. При этом циркуляционная вода Т4 должна включаться в контур нагреваемой воды непосредственно перед ее входом в теплообменник.

3.3.2 Водоподогреватель ГВС в системе охлаждения конденсатора

В зданиях, где проектируются центральные системы кондиционирования воздуха или технологического холодоснабжения, целесообразно использовать теплоту конденсации холодильного агента для подогрева воды в системе горячего водоснабжения. В этих случаях теплообменник ТТАИ может использоваться в качестве первой ступени водоподогревателя, в который греющая вода поступает из конденсатора холодильной машины (рис. 12).

Рис. 12 Схема приготовления горячей воды с использованием теплоты конденсации холодильной машины

1 – водоподогреватель ТТАИ первой ступени, 2 – водоподогреватель ТТАИ второй ступени, 3 — регулирующий клапан, 4 – датчик температуры, 5 – регулятор температуры, 6 – водосчетчик, 7 – циркуляционный насос, 8 – водоумягчитель, 9 – обескислораживатель, 10 – компрессор холодильной машины, 11 – конденсатор, 12 – испаритель, 13 – система холодоснабжения

 Вода из водопровода В1 предварительно обогревается в водоподогревателе 1 первой ступени теплоносителем, подогретым в конденсаторе 11 холодильной машины, после чего поступает в водоподогреватель 2 второй ступени, который обогревается теплоносителем тепловой сети по обычной схеме.

3.3.3 Охладитель подпиточной воды независимой системы отопления

Независимые системы отопления подпитываются обычно из обратного трубопровода тепловой сети. Если давление в обратном трубопроводе, выраженное в метрах водяного столба, меньше высоты здания (в метрах), то приходится устанавливать подпиточные насосы (рис. 8).  Иногда случается так, что достаточное для подпитки системы давление имеется в подающем трубопроводе, и, чтобы не устанавливать насос, можно было бы присоединить подпиточную линию к подающему трубопроводу. Нормы проектирования не исключают такой возможности при условии, что будет исключена возможность подачи перегретой воды в систему отопления.

На рис. 13 показана схема с двумя аппаратами ТТАИ. В аппарате 1 теплоноситель системы отопления подогревается сетевой водой, а в аппарате 2 подпиточная вода охлаждается потоком воды из обратного трубопровода тепловой сети. Наполнение системы отопления обеспечивается при открытом вентиле 8.

После заполнения системы вентиль закрывается, и давление в системе отопления поддерживается такое же, как в подающем трубопроводе тепловой сети, который гидравлически связан с системой отопления через дроссельную шайбу 7.

 

Рис. 13. Схема установки охладителя подпиточной воды

1 – аппарат ТТАИ отопительный, 2 – аппарат ТТАИ подпиточный, 3 – насос циркуляционный, 4 – водосчетчик подпитки, 5 – регулятор температуры, 6 – фильтр, 7 – дроссельная шайба, 8 – вентиль для заполнения.

4. Особенности проектирования тепловых пунктов с интенсифицированными аппаратами

4.1 Компоновочные решения размещения аппаратов в теплопункте.

Теплообменные аппараты ТТАИ, поражающие специалистов своею необыкновенной компактностью и удивительной легкостью, придают тепловым пунктам, в которых они применяются, признаки логической завершенности, просторности и простоты, присущие только совершенным изделиям.

Рассмотрим несколько примеров компоновочных решений тепловых пунктов.

На рис. 14 показана компоновка теплового пункта общественного здания с зависимой системой отопления, работающей с насосным смешением, и двухступенчатым водоподогревателем горячего водоснабжения тепловой мощностью 180 кВт, составленным из теплообменных аппаратов ТТАИ.   Первая ступень состоит из одного двухходового аппарата ТТАИ 50/2200-2, а вторая ступень – из двух соединенных последовательно аппаратов ТТАИ 40/1800.

 

Рис. 14 Компоновочное решение теплового пункта общественного здания с водоподогревателями горячего водоснабжения первой (1) и второй (2) ступени.

Благодаря применению теплообменников ТТАИ, участок стены длиной 4 и высотой 2,4 м оказался подходящим местом для размещения основного оборудования теплового пункта со всеми его приборами. Площадь пола не используется вовсе, и при двухметровой ширине помещения теплопункта его площадь не превышает 8 м2.

Компоновочное решение размещения оборудования крупного общественного здания с мощными системами кондиционирования воздуха, отопления и горячего водоснабжения показано на рис. 15.

Рис. 15 Компоновочное решение теплового пункта крупного общественного здания с водоподогревателем (1) системы теплоснабжения калориферов центральных кондиционеров, двумя водоподогревателями различных отопительных систем (2 и 3) и одноступенчатым водоподогревателем (4) горячего водоснабжения.

Для размещения оборудования в одной плоскости потребовалась бы плоская стена длиной 9,5 метров. Планировочной структурой здания определена возможность удобного размещения ИТП в техническом помещении площадью 24 м2 (рис. 16). Пол помещения свободен, передвигаться по нему можно в любом направлении, и для обслуживания каждой детали теплового пункта нет никаких препятствий.

При необходимости еще более компактного расположения оборудования длину помещения можно было бы уменьшить на 2 метра, разместив насосы на левой стене.

Рис. 16. Размещение оборудования на плане помещения ИТП

Тепловой пункт, размещенный даже в таком совсем небольшом помещении площадью 16 м2, обслуживать удобно и безопасно.

На рис. 17 показано, каким компактным и удобным для обслуживания может быть выполнен узел приготовления теплоносителя системы отопления    22-этажного жилого дома при полузависимом присоединении системы к тепловой сети. На этом рисунке символами Т21 и Т22 обозначены подающий и обратный трубопроводы подсистемы, обогревающей верхнюю зону здания, а по трубопроводу Т11 вода поступает в нижнюю зону. Циркуляционный насос с сухим ротором, расположенный непосредственно под теплообменником, занимает незначительную часть площади теплового пункта, оставляя незанятым свободное пространство в середине помещения.

Рис. 17 Компоновка аппарата ТТАИ (1) при полузависимом присоединении системы отопления

Наиболее компактным способом размещается оборудование теплопункта, в котором теплоноситель приготавливается в теплообменных аппаратах ТТАИ, используемых в качестве регенераторов теплоты при зависимом присоединении системы отопления по схеме СРТ (рис. 18).

Рис. 18 Компоновка аппарата ТТАИ (1) при зависимом присоединении системы отопления по схеме СРТ

Теплоноситель для системы СРТ тепловой мощностью 1,6 Гкал/час приготавливается в аппарате ТТАИ 80/2000 без использования циркуляционных насосов и без затрат электроэнергии при эксплуатации. Первая подсистема обогревается теплоносителем Т11 – Т12, а вторая – теплоносителем Т21 – Т22. Площадь пола теплового пункта свободна от какого-либо оборудования, а теплообменник и все приборы контроля и регулирования легко доступны для обслуживающего персонала.


Здесь представлены лишь несколько примеров компоновочных решений тепловых пунктов или узлов приготовления теплоносителя с использованием теплообменников ТТАИ. Все оборудование размещено на стенах помещения в одной или двух плоскостях по принципу построения планшетных теплопунктов, характеризующихся наилучшими экономическими показателями.   

4.2 Проектирование установок на жесткой воде

Нормативные требования к сетевой воде систем централизованного теплоснабжения по содержанию в ней солей жесткости практически исключают возможность образования накипи на той части теплообменной поверхности, которая омывается этой водой. Поэтому теплообменники систем отопления, которые заполняются и подпитываются сетевой водой, не требуют проведения специальных мер по их защите от отложения солей. Не нужно беспокоиться и о той стороне теплообменников горячего водоснабжения, которая омывается сетевой водой.

Водопроводная вода, подогревающаяся в теплообменниках ГВС, может содержать разное количество растворенных солей жесткости, способных отлагаться на нагреваемой поверхности, и потому вопросам борьбы с возможным образованием накипи в этих теплообменниках следует уделять должное внимание при проектировании тепловых пунктов.

Для предотвращения образования накипи в аппаратах ТТАИ или обеспечения ее гарантированного удаления производитель рекомендует соблюдать следующие правила:

1. Использовать эффект самоочистки. Трубки теплообменников профилированы таким образом, что при движении воды с определенной скоростью образующаяся на их поверхности накипь уносится потоком воды. Постоянно работающие циркуляционные насосы, прокачивающие определенное количество воды через вторую ступень водоподогревателя, где наиболее вероятно образование накипи, создают нужную скорость потока и не дают образоваться накипи. Поэтому не рекомендуется проектировать теплообменные установки без циркуляционных насосов.

2. Создавать условия для легкой механической очистки. Аппараты ТТАИ – разборные. Трубный пучок легко вынимается из корпуса, и внешняя поверхность теплообменных трубок становится доступной для механической очистки при любой толщине слоя накипи в отличие от внутренней поверхности, очистка которой при толстом слое накипи не всегда возможна. Поэтому теплообменные установки горячего водоснабжения, особенно водоподогреватели второй ступени, рекомендуется проектировать так, чтобы водопроводная вода проходила по межтрубной полости, а греющая вода – по трубкам теплообменника. Другими словами, это должны быть

Теплообменник – типы, схема, работа, области применения, преимущества

Содержание

Теплообменник – это устройство, которое передает тепловую энергию между двумя жидкостями с разными температурами. В большинстве теплотехнических приложений обе жидкости находятся в движении, и основным способом передачи тепла является конвекция. Примерами являются автомобильные радиаторы, змеевик конденсатора в холодильнике, кондиционер, солнечный водонагреватель, химическая промышленность, бытовые котлы, маслоохладители в тепловом двигателе, охладители молока в пастеризаторах.

Классификация теплообменников:

1. Классификация по конструкции:

  • Трубчатые теплообменники.
  • Пластинчатые теплообменники.
  • Теплообменники с увеличенной поверхностью.
  • Регенеративные теплообменники.

2. Классификация по способу передачи:

  • Теплообменники непрямого контакта.
  • Теплообменники прямого контакта.

3. Классификация по организации потока:

  • Параллельные теплообменники.
  • Противоточные теплообменники.
  • Теплообменники с поперечным потоком.

4. Классификация по схеме прохода:

  • Одноходовая схема.
  • Многопроходное устройство.

5. Классификация по плотности поверхности:

  • Газожидкостный
  • компактный (β ≥ 700 м2/м3)
  • некомпактная (β ≤ 700 м2/м3)
  • Жидкость в жидкость и фазовый переход
  • компактная (β ≥ 400 м2/м3)
  • некомпактная (β ≤ 400 м2/м3)

6. Классификация по количеству жидкостей:

  • Две жидкости.
  • Три жидкости.
  • N-жидкости.

7. Классификация по фазе жидкости.

  • Газожидкостный.
  • Жидкость-жидкость.
  • Газ-газ.

Материалы для теплообменника:

1. Алюминий
2. Нержавеющая сталь
3. Медь

Теплообменники типа «труба в трубе»:

Шпилькообразные теплообменники (часто называемые «двойными трубами») характеризуются Форма конструкции, придающая теплообменнику U-образный вид. В классическом смысле термин «двойная труба» относится к теплообменнику, состоящему из трубы внутри трубы, обычно прямолинейной конструкции без изгибов. Тем не менее, из-за необходимости съемной конструкции пучка и способности выдерживать дифференциальное тепловое расширение, избегая использования компенсаторов (часто слабое место теплообменника), текущая U-образная конфигурация стала стандартом в отрасли.

Рабочий: Двухтрубный теплообменник в своей простейшей форме представляет собой одну трубу внутри другой трубы большего размера. Одна жидкость течет по внутренней трубе, а другая проходит через кольцевое пространство между двумя трубами. Стенка внутренней трубы является поверхностью теплообмена. Трубы обычно скручиваются несколько раз, как показано на схеме слева, чтобы сделать устройство в целом более компактным.
Термин «шпильчатый теплообменник» также используется для теплообменника конфигурации, показанной на схеме. Теплообменник со шпилькой может иметь только одну внутреннюю трубу или несколько внутренних труб, но он всегда будет иметь функцию удвоения. Некоторые теплообменники рекламируют наличие оребренных трубок в шпильке или двухтрубном теплообменнике. Это всегда будут продольные ребра, а не более распространенные радиальные ребра, используемые в ребристых трубчатых теплообменниках с поперечным потоком. В конструкции двухтрубного теплообменника важным фактором является тип потока в теплообменнике. Двухтрубный теплообменник обычно представляет собой либо противоточный, либо параллельный поток. Перекрестный поток просто не работает для двухтрубного теплообменника. Схема потока и требуемая мощность теплообмена позволяют рассчитать среднелогарифмическую разность температур. Вместе с предполагаемым общим коэффициентом теплопередачи это позволяет рассчитать требуемую площадь поверхности теплопередачи. Затем можно определить размеры труб, длину труб и количество изгибов.

Схема теплообменников типа «труба в трубе»

Пластинчатый теплообменник

Конструкция и работа пластинчатого теплообменника.

Он состоит из ряда близко расположенных параллельных пластин с ребрами между ними. Пластины разделяют две жидкости, протекающие через проходы, попеременно образованные между пластинами. Он также имеет ребра, прикрепленные к поверхности первичной теплопередачи, чтобы увеличить площадь теплопередачи. Это повышает эффективность теплообменника. Ребра от отдельных проточных каналов для одной жидкости. Ниже показан типичный поперечный поток, в котором обе жидкости расположены несмешанными, в котором тепло передается между жидкостью «А» и жидкостью «В».
Возможно также противоточное или прямоточное расположение. Ребра могут быть простыми (прямыми или гофрированными) или прерывистыми и крепятся к пластине пайкой или пайкой. Они больше подходят для газовых приложений. Пластинчатый ребристый теплообменник показан на рисунке

. Схема пластинчатого теплообменника

Применение пластинчатого теплообменника:
a. Установки для охлаждения молока
b. Радиатор в автомобиле
c. Кондиционер
д. Пищевая промышленность

Кожухотрубный теплообменник

Кожухотрубный теплообменник состоит из пучка круглых труб, размещенных внутри цилиндрического кожуха. Ось трубки параллельна оси корпуса. Одна жидкость внутри трубок, а другая над трубками.

Основными компонентами этого типа теплообменника являются:
i. Шелл
ii. Пучок труб
iii. Передний и задний коллекторы корпуса
iv. перегородки

кожухотрубный теплообменник схема

Перегородки служат опорой для труб, а также отклоняют поток жидкости примерно перпендикулярно трубам. Это увеличивает турбулентность межтрубной жидкости и улучшает теплопередачу. Существуют различные типы перегородок, и их тип, расстояние между ними, форма будут зависеть от скорости потока, перепада давления на межтрубном пространстве, необходимой опоры трубы, вибраций потока и т. д.

Комбинация жидкостей может быть:
1 Жидкость-жидкость
2 Жидкость-газ
3 Газ-газ

Преимущества кожухотрубного теплообменника: могут использоваться в системах с более высокими рабочими температурами и давлением

  • Падение давления на трубчатом охладителе меньше
  • Утечки в трубах легко обнаруживаются и закрываются, так как испытание под давлением сравнительно легко
  • Трубчатые охладители в холодильной системе также могут выступать в роли ресивера.
  • Использование расходуемых анодов защищает всю систему охлаждения от коррозии
  • Трубчатые охладители могут быть предпочтительны для охлаждения смазочного масла из-за перепада давления

    • Недостатки кожухотрубного теплообменника: к охладителю пластинчатого типа

  • Очистка и техническое обслуживание затруднены, так как трубчатый охладитель требует достаточного зазора на одном конце для удаления трубчатого гнезда
  • Емкость трубчатого охладителя не может быть увеличена.
  • Требует больше места по сравнению с пластинчатыми охладителями

    • Кожухо-змеевиковый теплообменник

    Конструкция кожухо-змеевикового теплообменника
    1. Кожухо-змеевиковый теплообменник состоит из спирального змеевика.
    2. Спиральная спираль компактна в оболочке.
    3. Охлаждающая среда проходит через змеевик, а охлаждаемая жидкость проходит через верхнюю часть кожуха.
    4. Охлажденная жидкость выливается из нижней части корпуса.
    5. Обычно в теплообменниках этого типа используется схема противотока.

    схема кожухо-змеевикового теплообменника

    спиральный пластинчатый теплообменник

    Это форма пластинчатого теплообменника, обычно изготавливаемая из нержавеющей стали. Он часто используется в целлюлозной промышленности, где теплообменник подвергается сильному загрязнению и коррозии. Пластины этого типа теплообменника очень длинные, и толщина прохода между пластинами должна быть достаточно небольшой, чтобы после сварки листов, образующих верхнюю и нижнюю поверхности, устройство можно было свернуть в спираль. Вот почему он называется спиральным теплообменником.

    Схема теплообменника спирального типа

    Технические характеристики этого типа теплообменника:
    (a) Относительно низкая скорость потока
    (b) Чистый противоточный теплообменник
    (c) Высокая компактность (более 700 м2/м3 )
    (d) Может выдерживать давление только до 10 бар

    Регенератор

    Теплообменники, в которых существует прерывистый поток тепла от горячей жидкости к холодной посредством накопления тепла и отвода тепла через поверхность или матрицу теплообменника, называются косвенный или аккумулирующий теплообменник или регенератор. Теплообменники регенеративного типа бывают статическими или динамическими.

    Регенератор статического типа
    (a) Отсутствие движущихся частей.
    (b) Состоит из пористой среды (шарики, галька, порошки и т. д.), через которую попеременно проходят горячая и холодная жидкости.
    (c) Устройство переключения потока регулирует периодический поток двух жидкостей.
    (d) Компактный для использования в холодильных установках и двигателях Стирлинга.
    (e) Некомпактность для применения при высоких температурах (900–1500 °C).
    (f) Для стационарного типа необходимы низкая стоимость и надежность.

    Накопительный или регенеративный теплообменник

    Накопительный или регенеративный теплообменник показан на рис. 14.6. В этом теплообменнике периодически накапливается энергия. Среда попеременно нагревается или охлаждается. Период нагрева и период охлаждения составляют 1 (один) цикл.

    теплообменник накопительного типа

    Особенности
    (a) Периодическая теплопередача-проводимость.
    (b) Теплоноситель может быть жидким, изменяющим фазу, не изменяющим фазу.
    (c) Твердый носитель информации называется матрицей.
    (d) Матрица может быть стационарной или вращающейся

    Классическое применение регенератора: 
    (a) Регенераторы газовых турбин: Нагрев сжатого воздуха выхлопными газами газовой турбины перед подачей воздуха в камеру сгорания.
    (b) Реверсивный двигатель Стирлинга для сжижения воздуха в холодильной машине Philips.

    Применение теплообменников.

    1. Продукты питания и напитки.
    2. Нефтехимическая переработка.
    3. Переработка углеводородов.
    4. Полимеры.
    5. Фармацевтика.
    6. Промышленный.
    7. Энергия и мощность.

    Некоторые вопросы и ответы: 

    1. Предложите тип теплообменника для следующих применений –

    (i) Молочная установка (охладитель молока)

  • 0 900 система охлаждения. (Бытовая система) Обоснуйте свои ответы

    Ответы: Типы теплообменников, используемых для

    1) Молочная установка (установка для охлаждения молока) — теплообменник пластинчатого типа
    , поскольку он изготовлен из алюминиевого сплава, который обеспечивает более высокую скорость теплопередачи.
    Из-за большей площади поверхности он имеет большую теплопередачу по сравнению с другими теплообменниками, которые
    полезны для молочных заводов.
    Он легче по весу.

    2) Конденсатор системы охлаждения:- Противоточный трубчатый теплообменник

    Потому что Высокая производительность благодаря большой площади поверхности
    Компактный и легкий
    Обычно в трубах развивается турбулентный поток, который уменьшает отложение накипи.
    Меньше затрат на установку и обслуживание.

    2. Предложите тип теплообменников для следующих применений –

    Ответы:


    b) Герметичные соединения
    c) Отсутствие смешивания двух жидкостей
    d) Нетоксичный материал
    e) Некоррозионный материал

    2) Радиатор автомобиля: пластинчато-трубчатый теплообменник (конвективный радиатор воздух-вода)

    Обоснование:-
    а) используется для охлаждения двигателя автомобиля
    б) Вода проходит через рубашку вместе с двигателем и уносит тепло конвекцией
    в) Эта вода поступает в радиатор, где отдает свое тепло атмосферному воздуху, проходящему по водяным трубам. Хоть тарелки.

    3. Классификация теплообменников и их применение

    1. Характер процесса теплообмена Теплообменники в зависимости от характера процесса теплообмена классифицируются следующим образом:
    (a) (i) Прямой контакт (или открытые) теплообменники:- Примеры: (i) градирни; ii) струйные конденсаторы; (iii) Прямой контакт
    (ii) Теплообменники с непрямым контактом.
    (a) Регенераторы: Примеры: (i) I.C. двигатели и газовые турбины; ii) мартеновские и стекловаренные печи; (iii) Воздухонагреватели доменных печей.
    (b) Рекуператоры Примеры: (i) автомобильные радиаторы, (ii) маслоохладители, промежуточные охладители, воздухоподогреватели, экономайзеры, пароперегреватели, конденсаторы и поверхностные питательные нагреватели паросиловой установки, (iii) охладитель молока установки пастеризации, (iv) ) Испаритель установки по производству льда

    2. Относительное направление движения жидкости

    В соответствии с относительным направлением двух потоков жидкости теплообменники подразделяются на следующие три категории
    (i) Параллельные или однонаправленные потоки:-: Примеры: маслоохладители, масляные обогреватели, водонагреватели и т. д.
    (ii) Противоток: Примеры: блок охлаждения холодильной системы и т. д.
    (iii) Поперечный поток. Примеры: Автомобильный радиатор и т. д.

    3. Конструктивные и конструктивные особенности

    На основе конструктивных и конструктивных особенностей теплообменники классифицируются в соответствии с:
    (i) Концентрические трубы.
    (ii) Кожух и труба
    (iii) Несколько проходов кожуха и трубы.
    (iv) Компактные теплообменники: Пример: пластинчато-ребристые теплообменники, теплообменники с плоскими ребрами и т. д.

    4. Физическое состояние жидкостей
    В зависимости от физического состояния жидкостей теплообменники классифицируются следующим образом: Конденсаторы (ii) Испарители

     

    Эл. Сосуды — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

    Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема сосуды под давлением. Сосуд высокого давления определяется как сосуд с давлением…

    Продолжить чтение

    ссылка на Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

    Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

    Шарнирное соединение Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирное соединение…

    Продолжить чтение

    Теплообменник — типы, схема, работа, применение, преимущества

    Содержание

    Теплообменник представляет собой устройство, передающее тепловую энергию между двумя жидкостями с разными температурами. В большинстве теплотехнических приложений обе жидкости находятся в движении, и основным способом передачи тепла является конвекция. Примерами являются автомобильные радиаторы, змеевик конденсатора в холодильнике, кондиционер, солнечный водонагреватель, химическая промышленность, бытовые котлы, маслоохладители в тепловом двигателе, охладители молока в пастеризаторах.

    Класс теплообменников:

    1. Классификация по конструкции:

    • Трубчатые теплообменники.
    • Пластинчатые теплообменники.
    • Теплообменники с увеличенной поверхностью.
    • Регенеративные теплообменники.

    2. Классификация по способу передачи:

    • Теплообменники непрямого контакта.
    • Теплообменники прямого контакта.

    3. Классификация по схеме потока:

    • Параллельные теплообменники.
    • Противоточные теплообменники.
    • Теплообменники с поперечным потоком.

    4. Классификация по схеме прохода:

    • Одноходовая схема.
    • Многопроходное устройство.

    5. Классификация по плотности поверхности:

    • газ-жидкость
    • компактный (β ≥ 700 м2/м3)
    • некомпактный (β ≤ 700 м2/м3)
    • Жидкость в жидкость и фазовый переход
    • компактная (β ≥ 400 м2/м3)
    • некомпактная (β ≤ 400 м2/м3)

    .

  • Три жидкости.
  • N-жидкости.

    • 7. Классификация по фазе жидкости.

    • Газожидкостный.
    • Жидкость-жидкость.
    • Газ-газ.

    Материалы для теплообменника:

    1. Алюминий
    2. Нержавеющая сталь
    3. Медь

    Теплообменники типа «труба в трубе»:

    Теплообменники типа «шпилька» (часто также называемые «двойными трубами») имеют U-образную форму конструкции. к теплообменнику. В классическом смысле термин «двойная труба» относится к теплообменнику, состоящему из трубы внутри трубы, обычно прямолинейной конструкции без изгибов. Тем не менее, из-за необходимости съемной конструкции пучка и способности выдерживать дифференциальное тепловое расширение, избегая использования компенсаторов (часто слабое место теплообменника), текущая U-образная конфигурация стала стандартом в отрасли.

    Рабочий: Двухтрубный теплообменник в своей простейшей форме представляет собой одну трубу внутри другой трубы большего размера. Одна жидкость течет по внутренней трубе, а другая проходит через кольцевое пространство между двумя трубами. Стенка внутренней трубы является поверхностью теплообмена. Трубы обычно скручиваются несколько раз, как показано на схеме слева, чтобы сделать устройство в целом более компактным.
    Термин «шпильчатый теплообменник» также используется для теплообменника конфигурации, показанной на схеме. Теплообменник со шпилькой может иметь только одну внутреннюю трубу или несколько внутренних труб, но он всегда будет иметь функцию удвоения. Некоторые теплообменники рекламируют наличие оребренных трубок в шпильке или двухтрубном теплообменнике. Это всегда будут продольные ребра, а не более распространенные радиальные ребра, используемые в ребристых трубчатых теплообменниках с поперечным потоком. В конструкции двухтрубного теплообменника важным фактором является тип потока в теплообменнике. Двухтрубный теплообменник обычно представляет собой либо противоточный, либо параллельный поток. Перекрестный поток просто не работает для двухтрубного теплообменника. Схема потока и требуемая мощность теплообмена позволяют рассчитать среднелогарифмическую разность температур. Вместе с предполагаемым общим коэффициентом теплопередачи это позволяет рассчитать требуемую площадь поверхности теплопередачи. Затем можно определить размеры труб, длину труб и количество изгибов.

    Схема теплообменников типа «труба в трубе»

    Пластинчатый теплообменник

    Конструкция и работа пластинчатого теплообменника.

    Он состоит из ряда близко расположенных параллельных пластин с ребрами между ними. Пластины разделяют две жидкости, протекающие через проходы, попеременно образованные между пластинами. Он также имеет ребра, прикрепленные к поверхности первичной теплопередачи, чтобы увеличить площадь теплопередачи. Это повышает эффективность теплообменника. Ребра от отдельных проточных каналов для одной жидкости. Ниже показан типичный поперечный поток, в котором обе жидкости расположены несмешанными, в котором тепло передается между жидкостью «А» и жидкостью «В».
    Возможно также противоточное или прямоточное расположение. Ребра могут быть простыми (прямыми или гофрированными) или прерывистыми и крепятся к пластине пайкой или пайкой. Они больше подходят для газовых приложений. Пластинчатый ребристый теплообменник показан на рисунке

    . Схема пластинчатого теплообменника

    Применение пластинчатого теплообменника:
    a. Установки для охлаждения молока
    b. Радиатор в автомобиле
    c. Кондиционер
    д. Пищевая промышленность

    Кожухотрубный теплообменник

    Кожухотрубный теплообменник состоит из пучка круглых труб, размещенных внутри цилиндрического кожуха. Ось трубки параллельна оси корпуса. Одна жидкость внутри трубок, а другая над трубками.

    Основными компонентами этого типа теплообменника являются:
    i. Шелл
    ii. Пучок труб
    iii. Передний и задний коллекторы корпуса
    iv. перегородки

    кожухотрубный теплообменник схема

    Перегородки служат опорой для труб, а также отклоняют поток жидкости примерно перпендикулярно трубам. Это увеличивает турбулентность межтрубной жидкости и улучшает теплопередачу. Существуют различные типы перегородок, и их тип, расстояние между ними, форма будут зависеть от скорости потока, перепада давления на межтрубном пространстве, необходимой опоры трубы, вибраций потока и т. д.

    Комбинация жидкостей может быть:
    1 Жидкость-жидкость
    2 Жидкость-газ
    3 Газ-газ

    Преимущества кожухотрубного теплообменника: могут использоваться в системах с более высокими рабочими температурами и давлением

  • Падение давления на трубчатом охладителе меньше
  • Утечки в трубах легко обнаруживаются и закрываются, так как испытание под давлением сравнительно легко
  • Трубчатые охладители в холодильной системе также могут выступать в роли ресивера.
  • Использование расходуемых анодов защищает всю систему охлаждения от коррозии
  • Трубчатые охладители могут быть предпочтительны для охлаждения смазочного масла из-за перепада давления

    • Недостатки кожухотрубного теплообменника: к охладителю пластинчатого типа

  • Очистка и техническое обслуживание затруднены, так как трубчатый охладитель требует достаточного зазора на одном конце для удаления трубчатого гнезда
  • Емкость трубчатого охладителя не может быть увеличена.
  • Требует больше места по сравнению с пластинчатыми охладителями

    • Кожухо-змеевиковый теплообменник

    Конструкция кожухо-змеевикового теплообменника
    1. Кожухо-змеевиковый теплообменник состоит из спирального змеевика.
    2. Спиральная спираль компактна в оболочке.
    3. Охлаждающая среда проходит через змеевик, а охлаждаемая жидкость проходит через верхнюю часть кожуха.
    4. Охлажденная жидкость выливается из нижней части корпуса.
    5. Обычно в теплообменниках этого типа используется схема противотока.

    схема кожухо-змеевикового теплообменника

    спиральный пластинчатый теплообменник

    Это форма пластинчатого теплообменника, обычно изготавливаемая из нержавеющей стали. Он часто используется в целлюлозной промышленности, где теплообменник подвергается сильному загрязнению и коррозии. Пластины этого типа теплообменника очень длинные, и толщина прохода между пластинами должна быть достаточно небольшой, чтобы после сварки листов, образующих верхнюю и нижнюю поверхности, устройство можно было свернуть в спираль. Вот почему он называется спиральным теплообменником.

    Схема теплообменника спирального типа

    Технические характеристики этого типа теплообменника:
    (a) Относительно низкая скорость потока
    (b) Чистый противоточный теплообменник
    (c) Высокая компактность (более 700 м2/м3 )
    (d) Может выдерживать давление только до 10 бар

    Регенератор

    Теплообменники, в которых существует прерывистый поток тепла от горячей жидкости к холодной посредством накопления тепла и отвода тепла через поверхность или матрицу теплообменника, называются косвенный или аккумулирующий теплообменник или регенератор. Теплообменники регенеративного типа бывают статическими или динамическими.

    Регенератор статического типа
    (a) Отсутствие движущихся частей.
    (b) Состоит из пористой среды (шарики, галька, порошки и т. д.), через которую попеременно проходят горячая и холодная жидкости.
    (c) Устройство переключения потока регулирует периодический поток двух жидкостей.
    (d) Компактный для использования в холодильных установках и двигателях Стирлинга.
    (e) Некомпактность для применения при высоких температурах (900–1500 °C).
    (f) Для стационарного типа необходимы низкая стоимость и надежность.

    Накопительный или регенеративный теплообменник

    Накопительный или регенеративный теплообменник показан на рис. 14.6. В этом теплообменнике периодически накапливается энергия. Среда попеременно нагревается или охлаждается. Период нагрева и период охлаждения составляют 1 (один) цикл.

    теплообменник накопительного типа

    Особенности
    (a) Периодическая теплопередача-проводимость.
    (b) Теплоноситель может быть жидким, изменяющим фазу, не изменяющим фазу.
    (c) Твердый носитель информации называется матрицей.
    (d) Матрица может быть стационарной или вращающейся

    Классическое применение регенератора: 
    (a) Регенераторы газовых турбин: Нагрев сжатого воздуха выхлопными газами газовой турбины перед подачей воздуха в камеру сгорания.
    (b) Реверсивный двигатель Стирлинга для сжижения воздуха в холодильной машине Philips.

    Применение теплообменников.

    1. Продукты питания и напитки.
    2. Нефтехимическая переработка.
    3. Переработка углеводородов.
    4. Полимеры.
    5. Фармацевтика.
    6. Промышленный.
    7. Энергия и мощность.

    Некоторые вопросы и ответы: 

    1. Предложите тип теплообменника для следующих применений –

    (i) Молочная установка (охладитель молока)

  • 0 900 система охлаждения. (Бытовая система) Обоснуйте свои ответы

    Ответы: Типы теплообменников, используемых для

    1) Молочная установка (установка для охлаждения молока) — теплообменник пластинчатого типа
    , поскольку он изготовлен из алюминиевого сплава, который обеспечивает более высокую скорость теплопередачи.
    Из-за большей площади поверхности он имеет большую теплопередачу по сравнению с другими теплообменниками, которые
    полезны для молочных заводов.
    Он легче по весу.

    2) Конденсатор системы охлаждения:- Противоточный трубчатый теплообменник

    Потому что Высокая производительность благодаря большой площади поверхности
    Компактный и легкий
    Обычно в трубах развивается турбулентный поток, который уменьшает отложение накипи.
    Меньше затрат на установку и обслуживание.

    2. Предложите тип теплообменников для следующих применений –

    Ответы:


    b) Герметичные соединения
    c) Отсутствие смешивания двух жидкостей
    d) Нетоксичный материал
    e) Некоррозионный материал

    2) Радиатор автомобиля: пластинчато-трубчатый теплообменник (конвективный радиатор воздух-вода)

    Обоснование:-
    а) используется для охлаждения двигателя автомобиля
    б) Вода проходит через рубашку вместе с двигателем и уносит тепло конвекцией
    в) Эта вода поступает в радиатор, где отдает свое тепло атмосферному воздуху, проходящему по водяным трубам. Хоть тарелки.

    3. Классификация теплообменников и их применение

    1. Характер процесса теплообмена Теплообменники в зависимости от характера процесса теплообмена классифицируются следующим образом:
    (a) (i) Прямой контакт (или открытые) теплообменники:- Примеры: (i) градирни; ii) струйные конденсаторы; (iii) Прямой контакт
    (ii) Теплообменники с непрямым контактом.
    (a) Регенераторы: Примеры: (i) I.C. двигатели и газовые турбины; ii) мартеновские и стекловаренные печи; (iii) Воздухонагреватели доменных печей.
    (b) Рекуператоры Примеры: (i) автомобильные радиаторы, (ii) маслоохладители, промежуточные охладители, воздухоподогреватели, экономайзеры, пароперегреватели, конденсаторы и поверхностные питательные нагреватели паросиловой установки, (iii) охладитель молока установки пастеризации, (iv) ) Испаритель установки по производству льда

    2. Относительное направление движения жидкости

    В соответствии с относительным направлением двух потоков жидкости теплообменники подразделяются на следующие три категории
    (i) Параллельные или однонаправленные потоки:-: Примеры: маслоохладители, масляные обогреватели, водонагреватели и т. д.
    (ii) Противоток: Примеры: блок охлаждения холодильной системы и т. д.
    (iii) Поперечный поток. Примеры: Автомобильный радиатор и т. д.

    3. Конструктивные и конструктивные особенности

    На основе конструктивных и конструктивных особенностей теплообменники классифицируются в соответствии с:
    (i) Концентрические трубы.
    (ii) Кожух и труба
    (iii) Несколько проходов кожуха и трубы.
    (iv) Компактные теплообменники: Пример: пластинчато-ребристые теплообменники, теплообменники с плоскими ребрами и т. д.

    4. Физическое состояние жидкостей
    В зависимости от физического состояния жидкостей теплообменники классифицируются следующим образом: Конденсаторы (ii) Испарители

     

    Эл. Сосуды — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

    Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема сосуды под давлением. Сосуд высокого давления определяется как сосуд с давлением…

    Продолжить чтение

    ссылка на Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

    Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

    Шарнирное соединение Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирное соединение…

    Продолжить чтение

    Теплообменник — типы, схема, работа, применение, преимущества

    Содержание

    Теплообменник представляет собой устройство, передающее тепловую энергию между двумя жидкостями с разными температурами. В большинстве теплотехнических приложений обе жидкости находятся в движении, и основным способом передачи тепла является конвекция. Примерами являются автомобильные радиаторы, змеевик конденсатора в холодильнике, кондиционер, солнечный водонагреватель, химическая промышленность, бытовые котлы, маслоохладители в тепловом двигателе, охладители молока в пастеризаторах.

    Класс теплообменников:

    1. Классификация по конструкции:

    • Трубчатые теплообменники.
    • Пластинчатые теплообменники.
    • Теплообменники с увеличенной поверхностью.
    • Регенеративные теплообменники.

    2. Классификация по способу передачи:

    • Теплообменники непрямого контакта.
    • Теплообменники прямого контакта.

    3. Классификация по схеме потока:

    • Параллельные теплообменники.
    • Противоточные теплообменники.
    • Теплообменники с поперечным потоком.

    4. Классификация по схеме прохода:

    • Одноходовая схема.
    • Многопроходное устройство.

    5. Классификация по плотности поверхности:

    • газ-жидкость
    • компактный (β ≥ 700 м2/м3)
    • некомпактный (β ≤ 700 м2/м3)
    • Жидкость в жидкость и фазовый переход
    • компактная (β ≥ 400 м2/м3)
    • некомпактная (β ≤ 400 м2/м3)

    .

  • Три жидкости.
  • N-жидкости.

    • 7. Классификация по фазе жидкости.

    • Газожидкостный.
    • Жидкость-жидкость.
    • Газ-газ.

    Материалы для теплообменника:

    1. Алюминий
    2. Нержавеющая сталь
    3. Медь

    Теплообменники типа «труба в трубе»:

    Теплообменники типа «шпилька» (часто также называемые «двойными трубами») имеют U-образную форму конструкции. к теплообменнику. В классическом смысле термин «двойная труба» относится к теплообменнику, состоящему из трубы внутри трубы, обычно прямолинейной конструкции без изгибов. Тем не менее, из-за необходимости съемной конструкции пучка и способности выдерживать дифференциальное тепловое расширение, избегая использования компенсаторов (часто слабое место теплообменника), текущая U-образная конфигурация стала стандартом в отрасли.

    Рабочий: Двухтрубный теплообменник в своей простейшей форме представляет собой одну трубу внутри другой трубы большего размера. Одна жидкость течет по внутренней трубе, а другая проходит через кольцевое пространство между двумя трубами. Стенка внутренней трубы является поверхностью теплообмена. Трубы обычно скручиваются несколько раз, как показано на схеме слева, чтобы сделать устройство в целом более компактным.
    Термин «шпильчатый теплообменник» также используется для теплообменника конфигурации, показанной на схеме. Теплообменник со шпилькой может иметь только одну внутреннюю трубу или несколько внутренних труб, но он всегда будет иметь функцию удвоения. Некоторые теплообменники рекламируют наличие оребренных трубок в шпильке или двухтрубном теплообменнике. Это всегда будут продольные ребра, а не более распространенные радиальные ребра, используемые в ребристых трубчатых теплообменниках с поперечным потоком. В конструкции двухтрубного теплообменника важным фактором является тип потока в теплообменнике. Двухтрубный теплообменник обычно представляет собой либо противоточный, либо параллельный поток. Перекрестный поток просто не работает для двухтрубного теплообменника. Схема потока и требуемая мощность теплообмена позволяют рассчитать среднелогарифмическую разность температур. Вместе с предполагаемым общим коэффициентом теплопередачи это позволяет рассчитать требуемую площадь поверхности теплопередачи. Затем можно определить размеры труб, длину труб и количество изгибов.

    Схема теплообменников типа «труба в трубе»

    Пластинчатый теплообменник

    Конструкция и работа пластинчатого теплообменника.

    Он состоит из ряда близко расположенных параллельных пластин с ребрами между ними. Пластины разделяют две жидкости, протекающие через проходы, попеременно образованные между пластинами. Он также имеет ребра, прикрепленные к поверхности первичной теплопередачи, чтобы увеличить площадь теплопередачи. Это повышает эффективность теплообменника. Ребра от отдельных проточных каналов для одной жидкости. Ниже показан типичный поперечный поток, в котором обе жидкости расположены несмешанными, в котором тепло передается между жидкостью «А» и жидкостью «В».
    Возможно также противоточное или прямоточное расположение. Ребра могут быть простыми (прямыми или гофрированными) или прерывистыми и крепятся к пластине пайкой или пайкой. Они больше подходят для газовых приложений. Пластинчатый ребристый теплообменник показан на рисунке

    . Схема пластинчатого теплообменника

    Применение пластинчатого теплообменника:
    a. Установки для охлаждения молока
    b. Радиатор в автомобиле
    c. Кондиционер
    д. Пищевая промышленность

    Кожухотрубный теплообменник

    Кожухотрубный теплообменник состоит из пучка круглых труб, размещенных внутри цилиндрического кожуха. Ось трубки параллельна оси корпуса. Одна жидкость внутри трубок, а другая над трубками.

    Основными компонентами этого типа теплообменника являются:
    i. Шелл
    ii. Пучок труб
    iii. Передний и задний коллекторы корпуса
    iv. перегородки

    кожухотрубный теплообменник схема

    Перегородки служат опорой для труб, а также отклоняют поток жидкости примерно перпендикулярно трубам. Это увеличивает турбулентность межтрубной жидкости и улучшает теплопередачу. Существуют различные типы перегородок, и их тип, расстояние между ними, форма будут зависеть от скорости потока, перепада давления на межтрубном пространстве, необходимой опоры трубы, вибраций потока и т. д.

    Комбинация жидкостей может быть:
    1 Жидкость-жидкость
    2 Жидкость-газ
    3 Газ-газ

    Преимущества кожухотрубного теплообменника: могут использоваться в системах с более высокими рабочими температурами и давлением

  • Падение давления на трубчатом охладителе меньше
  • Утечки в трубах легко обнаруживаются и закрываются, так как испытание под давлением сравнительно легко
  • Трубчатые охладители в холодильной системе также могут выступать в роли ресивера.
  • Использование расходуемых анодов защищает всю систему охлаждения от коррозии
  • Трубчатые охладители могут быть предпочтительны для охлаждения смазочного масла из-за перепада давления

    • Недостатки кожухотрубного теплообменника: к охладителю пластинчатого типа

  • Очистка и техническое обслуживание затруднены, так как трубчатый охладитель требует достаточного зазора на одном конце для удаления трубчатого гнезда
  • Емкость трубчатого охладителя не может быть увеличена.
  • Требует больше места по сравнению с пластинчатыми охладителями

    • Кожухо-змеевиковый теплообменник

    Конструкция кожухо-змеевикового теплообменника
    1. Кожухо-змеевиковый теплообменник состоит из спирального змеевика.
    2. Спиральная спираль компактна в оболочке.
    3. Охлаждающая среда проходит через змеевик, а охлаждаемая жидкость проходит через верхнюю часть кожуха.
    4. Охлажденная жидкость выливается из нижней части корпуса.
    5. Обычно в теплообменниках этого типа используется схема противотока.

    схема кожухо-змеевикового теплообменника

    спиральный пластинчатый теплообменник

    Это форма пластинчатого теплообменника, обычно изготавливаемая из нержавеющей стали. Он часто используется в целлюлозной промышленности, где теплообменник подвергается сильному загрязнению и коррозии. Пластины этого типа теплообменника очень длинные, и толщина прохода между пластинами должна быть достаточно небольшой, чтобы после сварки листов, образующих верхнюю и нижнюю поверхности, устройство можно было свернуть в спираль. Вот почему он называется спиральным теплообменником.

    Схема теплообменника спирального типа

    Технические характеристики этого типа теплообменника:
    (a) Относительно низкая скорость потока
    (b) Чистый противоточный теплообменник
    (c) Высокая компактность (более 700 м2/м3 )
    (d) Может выдерживать давление только до 10 бар

    Регенератор

    Теплообменники, в которых существует прерывистый поток тепла от горячей жидкости к холодной посредством накопления тепла и отвода тепла через поверхность или матрицу теплообменника, называются косвенный или аккумулирующий теплообменник или регенератор. Теплообменники регенеративного типа бывают статическими или динамическими.

    Регенератор статического типа
    (a) Отсутствие движущихся частей.
    (b) Состоит из пористой среды (шарики, галька, порошки и т. д.), через которую попеременно проходят горячая и холодная жидкости.
    (c) Устройство переключения потока регулирует периодический поток двух жидкостей.
    (d) Компактный для использования в холодильных установках и двигателях Стирлинга.
    (e) Некомпактность для применения при высоких температурах (900–1500 °C).
    (f) Для стационарного типа необходимы низкая стоимость и надежность.

    Накопительный или регенеративный теплообменник

    Накопительный или регенеративный теплообменник показан на рис. 14.6. В этом теплообменнике периодически накапливается энергия. Среда попеременно нагревается или охлаждается. Период нагрева и период охлаждения составляют 1 (один) цикл.

    теплообменник накопительного типа

    Особенности
    (a) Периодическая теплопередача-проводимость.
    (b) Теплоноситель может быть жидким, изменяющим фазу, не изменяющим фазу.
    (c) Твердый носитель информации называется матрицей.
    (d) Матрица может быть стационарной или вращающейся

    Классическое применение регенератора: 
    (a) Регенераторы газовых турбин: Нагрев сжатого воздуха выхлопными газами газовой турбины перед подачей воздуха в камеру сгорания.
    (b) Реверсивный двигатель Стирлинга для сжижения воздуха в холодильной машине Philips.

    Применение теплообменников.

    1. Продукты питания и напитки.
    2. Нефтехимическая переработка.
    3. Переработка углеводородов.
    4. Полимеры.
    5. Фармацевтика.
    6. Промышленный.
    7. Энергия и мощность.

    Некоторые вопросы и ответы: 

    1. Предложите тип теплообменника для следующих применений –

    (i) Молочная установка (охладитель молока)

  • 0 900 система охлаждения. (Бытовая система) Обоснуйте свои ответы

    Ответы: Типы теплообменников, используемых для

    1) Молочная установка (установка для охлаждения молока) — теплообменник пластинчатого типа
    , поскольку он изготовлен из алюминиевого сплава, который обеспечивает более высокую скорость теплопередачи.
    Из-за большей площади поверхности он имеет большую теплопередачу по сравнению с другими теплообменниками, которые
    полезны для молочных заводов.
    Он легче по весу.

    2) Конденсатор системы охлаждения:- Противоточный трубчатый теплообменник

    Потому что Высокая производительность благодаря большой площади поверхности
    Компактный и легкий
    Обычно в трубах развивается турбулентный поток, который уменьшает отложение накипи.
    Меньше затрат на установку и обслуживание.

    2. Предложите тип теплообменников для следующих применений –

    Ответы:


    b) Герметичные соединения
    c) Отсутствие смешивания двух жидкостей
    d) Нетоксичный материал
    e) Некоррозионный материал

    2) Радиатор автомобиля: пластинчато-трубчатый теплообменник (конвективный радиатор воздух-вода)

    Обоснование:-
    а) используется для охлаждения двигателя автомобиля
    б) Вода проходит через рубашку вместе с двигателем и уносит тепло конвекцией
    в) Эта вода поступает в радиатор, где отдает свое тепло атмосферному воздуху, проходящему по водяным трубам. Хоть тарелки.

    3. Классификация теплообменников и их применение

    1. Характер процесса теплообмена Теплообменники в зависимости от характера процесса теплообмена классифицируются следующим образом:
    (a) (i) Прямой контакт (или открытые) теплообменники:- Примеры: (i) градирни; ii) струйные конденсаторы; (iii) Прямой контакт
    (ii) Теплообменники с непрямым контактом.
    (a) Регенераторы: Примеры: (i) I.C. двигатели и газовые турбины; ii) мартеновские и стекловаренные печи; (iii) Воздухонагреватели доменных печей.
    (b) Рекуператоры Примеры: (i) автомобильные радиаторы, (ii) маслоохладители, промежуточные охладители, воздухоподогреватели, экономайзеры, пароперегреватели, конденсаторы и поверхностные питательные нагреватели паросиловой установки, (iii) охладитель молока установки пастеризации, (iv) ) Испаритель установки по производству льда

    2. Относительное направление движения жидкости

    В соответствии с относительным направлением двух потоков жидкости теплообменники подразделяются на следующие три категории
    (i) Параллельные или однонаправленные потоки:-: Примеры: маслоохладители, масляные обогреватели, водонагреватели и т. д.
    (ii) Противоток: Примеры: блок охлаждения холодильной системы и т. д.
    (iii) Поперечный поток. Примеры: Автомобильный радиатор и т. д.

    3. Конструктивные и конструктивные особенности

    На основе конструктивных и конструктивных особенностей теплообменники классифицируются в соответствии с:
    (i) Концентрические трубы.
    (ii) Кожух и труба
    (iii) Несколько проходов кожуха и трубы.
    (iv) Компактные теплообменники: Пример: пластинчато-ребристые теплообменники, теплообменники с плоскими ребрами и т. д.

    4. Физическое состояние жидкостей
    В зависимости от физического состояния жидкостей теплообменники классифицируются следующим образом: Конденсаторы (ii) Испарители

     

    Эл. Сосуды — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

    Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема сосуды под давлением. Сосуд высокого давления определяется как сосуд с давлением…

    Продолжить чтение

    ссылка на Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

    Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

    Шарнирное соединение Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирное соединение…

    Продолжить чтение

    12 Различные типы теплообменников и их применение [PDF]

    Из этой статьи вы узнаете что такое теплообменник? Его схема, детали, работа, преимущества, использование и типы теплообменников.

    Кроме того, вы также можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.

    Что такое теплообменник?

    Теплообменник представляет собой систему, которая очень важна для передачи тепла от одной среды к другой (жидкость, пар или газ). Теплообменники используются в обеих ситуациях, когда требуется охлаждение или обогрев.

    В зависимости от типа используемого теплообменника процесс теплопередачи может осуществляться как газ-газ, жидкость-газ или жидкость-жидкость. Затем она проходит через сплошную стенку с высокой теплопроводностью, что предотвращает смешивание жидкостей или прямой контакт жидкости.

    Прекрасным их примером является I. C. двигатели, в которых через змеевики радиатора протекает жидкость (охлаждающая жидкость), а через змеевики – воздух, охлаждающий охлаждающую жидкость и нагревающий поступающий воздух.

    Другой пример можно найти в радиаторе, в котором тепло генерируется в жидкой среде с помощью электронного или механического устройства. Теплообменники широко используются в обогревателях, холодильных установках, кондиционерах, электростанциях (атомных или гидроэлектростанциях) и химических заводах.

    Как работают теплообменники?

    Это устройство, позволяющее передавать тепло от одной жидкости (жидкости или газа) к другой жидкости или газу без смешивания или прямого контакта двух жидкостей. Они используются для охлаждения компонентов водовоздушной, жидкостной, замкнутой системы.

    Жидкостное охлаждение с замкнутым контуром определяется как система охлаждения, использующая жидкость в качестве хладагента и использующая теплообменник для отвода тепла от хладагента. Наиболее часто используемыми хладагентами являются вода, деионизированная вода, разрушенный гликоль и водные растворы.

    В контуре жидкостного охлаждения хладагент прокачивается через холодную пластину, которая находится в контакте с нагретой интегральной схемой. Тепло, выделяемое компонентом, передается в окружающую среду в теплообменнике, что приводит к снижению температуры хладагента, который закачивается обратно в нагретую интегральную схему.

    Читайте также: Различные типы воздушных компрессоров [Пояснение с иллюстрациями]

    Части теплообменника

    Ниже приведены части теплообменника:

    1. Трубки
    2. Трубчатая лист
    3. Строили
    4. Передние заголовки
    5. Задние заголовки
    6. Система охлаждения
    7. Оболочка для теплообменника
    8. ОТДЕЛ

    9. #10013. теплообменник для перекачки жидкости. Используемые трубы сварные или бесшовные. Трубы теплообменника изготавливаются диаметром около 5/8 дюйма, от 3/4 дюйма до 1 дюйма.

      #2 Трубная решетка

      Трубные решетки помогают поддерживать и разделять трубы. Трубы крепятся к трубной решетке с помощью гидравлического давления или роликового расширения. Трубная решетка может быть покрыта, что способствует защите от коррозии и изоляции.

      #3 Стяжки

      Стяжки также играют важную роль в теплообменнике. Они надежно прикреплены к концевой перегородке с одной стороны и к трубной решетке с другой стороны.

      Передние коллекторы #4

      Доступны многие передние коллекторы теплообменников, включая типы A-B-C-D-N-Y. Поскольку существует так много типов, использование переднего коллектора может варьироваться в зависимости от используемого давления потока, стоимости, простоты очистки и ремонта.

      #5 Задние коллекторы

      Задний коллектор теплообменника включает типы L, M и N, используются, если нет высоких механических нагрузок из-за дифференциального расширения, и межтрубная часть не требует очистки. Когда существует возможность теплового расширения, используется фиксированный задний коллектор с сильфоном.

      #6 Система охлаждения

      Система охлаждения в теплообменнике состоит из ребристых вентиляторов, конденсаторов и охладителей. Ребристые вентиляторы предназначены для удовлетворения потребности в обдуве горячих трубок для их эффективного охлаждения.

      Функция конденсатора заключается в охлаждении объектов до тех пор, пока не произойдет фазовый переход из газа в жидкость. Чиллеры используют воду в качестве охлаждающей жидкости и поддерживают низкую температуру воды для охлаждения оборудования без охлаждения воды.

      #7 Кожух теплообменника

      В кожухотрубном типе одна жидкость течет внутри труб, а другая жидкость течет внутри кожуха. Это не что иное, как большие сосуды под давлением внутри расположенных пучков труб. Это самый дорогой компонент среди деталей теплообменника.

      #8 Перегородка теплообменника

      Перегородки размещены внутри кожуха для обеспечения более высокой скорости теплопередачи, что приводит к повышенной турбулентности потока. Кроме того, эти детали теплообменника помогают поддерживать трубы и уменьшают проблемы, вызванные вибрацией.

      Бесплатный PDF: Каковы основные типы прокатных станов? [Рабочий]

      Типы теплообменников

      Ниже приведены типы теплообменников, используемых практически для всех целей:

      1. Кожухотрубный теплообменник
      2. Трубка в пробирке теплообменника
      3. Двойной трубной теплообменник
      4. Прямой и непрямой теплообменник
      5. Теплообменник пластины
      6. Подушечная пластина теплообменника
      7. Файт -теплообменник
      8. Adiabate Heat Exchanger
      35. . теплообменник
      36. Блок утилизации тепла типа
      37. Конденсатор, бойлер и испаритель

      Кожухотрубный теплообменник №1

      Это самые распространенные и универсальные типы теплообменников. Этот теплообменник состоит из нескольких трубок, в которых две рабочие жидкости обмениваются теплом за счет теплового контакта, помещенного в цилиндрическую оболочку. Таким образом, одна жидкость течет внутри трубок, а другая – через оболочку.

      При движении они обмениваются теплом, то есть холодная жидкость получает тепло от горячей жидкости. Кожухотрубные теплообменники имеют компактную конструкцию, просты в обслуживании и обеспечивают отличный теплообмен. Этот теплообменник используется для предварительного нагрева, охлаждения масла и производства пара.

      #2 Теплообменник «труба в трубе»

      IndiaMart

      Теплообменник «труба в трубе», специально разработанный для шлама, содержащего волокна и частицы, используемый для нагрева и охлаждения. Теплообменники «труба в трубе» представляют собой трубу, установленную внутри трубы с внешней оболочкой.

      Во время работы рабочая среда в трубе плывет в рабочую среду противотоком. Трубка продукта сложена или может быть гладкой. Эта уникальная конструкция предотвращает термическую усталость, повышает эффективность и уменьшает габаритные размеры. они идеально подходят для применения при высоких температурах, высоком давлении и низком расходе.

      Двухтрубный теплообменник №3

      Эти типы теплообменников идеально подходят для передачи или обмена теплом между двумя жидкостями без их смешивания. Двухтрубные теплообменники состоят из двух или более концентрических цилиндрических труб или трубок (одна больше, а другая меньше).

      При этом одна жидкость течет по трубе меньшего размера, а другая жидкость течет между двумя трубами и т. д. Внутренняя труба действует как токопроводящий барьер. Он может обеспечить хорошую эффективность при низких капитальных затратах и ​​используется во многих промышленных процессах, технологиях охлаждения, холодильном оборудовании и других областях.

      #4 Теплообменник прямого и косвенного действия

      Теплообменники прямого действия осуществляют теплообмен между двумя фазами горячего и холодного потоков при отсутствии изолирующей стенки. В этих типах теплообменников теплообмен заменяется непосредственным смешиванием горячих и холодных жидкостей и одновременной передачей тепла. Примеры включают градирни и струйные конденсаторы.

      Непрямые теплообменники используются для измерения изменения температуры одной жидкости при использовании другой жидкости, в которой две жидкости разделены непроницаемой поверхностью, так что две жидкости не смешиваются. Эти теплообменники отделяют тепло обменной жидкости с помощью труб или пластин и т. д.

      Пластинчатый теплообменник №5

      Как следует из названия, эти типы теплообменников состоят из металлических пластин. Эти металлические пластины образуют каналы, по которым могут протекать взаимодействующие жидкости. В пластинчатых теплообменниках используется несколько слоев плоских пластин, закрепленных для формирования ряда каналов для потока жидкости.

      При этом тепло проходит через поверхность, отделяя горячую среду от холодной. Таким образом, для нагрева и охлаждения жидкостей и газов используется минимальное количество энергии. Они часто могут быть более компактными, а иногда и менее дорогостоящими, чем кожухотрубные. Эти типы обычно используются в водонагревателях и естественном охлаждении.

      Не пропустите: что такое летняя, зимняя и круглогодичная система кондиционирования воздуха? [PDF]

      Пластинчатый теплообменник №6

      Они используются как для промышленного охлаждения, так и для нагрева продуктов. Эти типы теплообменников полностью сварные, поэтому они образуют волнистую, «подушкообразную» поверхность в процессе надувания. Эти типы обычно используются в ребойлерах, охладителях воды, сушилках для твердых частиц и т. д.

      Идеальный пример этого теплообменника обычно используется в молочной промышленности для охлаждения молока в больших наливных резервуарах из нержавеющей стали. Площадь поверхности резервуара может быть объединена с этим теплообменником без зазоров, которые могли бы возникнуть между трубами, приваренными к внешней стороне резервуара.

      Ребристый трубчатый теплообменник №7

      Ребристые трубчатые теплообменники предназначены для обозначения максимальной площади поверхности теплопередачи с обменным теплом, что повышает эффективность теплопроводности в жидкостях с низкой теплопроводностью, таких как воздух.

      Он состоит из набора трубок с ребрами, добавленными для увеличения площади контакта с внешней жидкостью для теплообмена, а также между жидкостью внутри трубки и жидкостью снаружи трубки. Эти ребра сделаны из алюминия или меди, которые обычно тонкие. Эти типы теплообменников используются в кондиционерах и автомобильных радиаторах.

      #8 Адиабатический колесный теплообменник

      Этот тип теплообменника широко используется в промышленных целях. Он состоит из вращающегося колеса и промежуточной жидкости, которая накапливается для удержания тепла, а затем переносится на другую сторону теплообменника для высвобождения.

      По окружности колеса имеется резьба для увеличения площади поверхности. Во время работы он циркулирует через две секции, содержащие жидкость, через которую передается тепло. Они необходимы, когда необходимо эффективно передавать тепло между газами, что нелегко сделать в других типах.

      #9 Теплообменник с фазовым переходом

      Термин «фаза» может относиться к теплообменникам, в конструкции которых имеется материал, в котором происходит фазовый переход. Этот теплообменник использует свойства естественного фазового перехода экологически чистой охлаждающей жидкости для безопасного и непрерывного сбора, передачи и рассеивания тепла.

      Обычно это твердая или жидкая фаза из-за небольшой разницы в объеме между этими состояниями. Это изменение фазы работает как буфер, поскольку оно происходит при постоянной температуре, но все же позволяет получить дополнительное тепло. Основное преимущество материалов с фазовым переходом заключается в том, что они обладают способностью накапливать большое количество энергии,

      #10 Микроканальный теплообменник

      Это типы многоходовых прямоточных теплообменников, состоящих из коллекторов (впускной и выпускной), многоходовых трубок с гидравлическими каналами (менее 1 мм) и ребер. Все эти детали обычно спаиваются вместе с использованием процесса пайки в контролируемой атмосфере.

      В этом типе по крайней мере одна жидкость (хладагент или вода) течет по трубам или закрытым каналам, а воздух встречно течет через соединенные ребра. Они известны своим высоким коэффициентом теплопередачи, компактными размерами и низким давлением со стороны воздуха. Приложения, в которых он используется, включают автомобильную промышленность в качестве автомобильных радиаторов.

      #11 Блок рекуперации отработанного тепла

      Блок рекуперации отработанного тепла также является типом теплообменника, используемого для передачи тепла от выхода процесса при высоких температурах к другой части процесса. Простой пример включает рекуперацию тепла бытовых дренажных систем.

      В этом методе тепло, идущее вниз по раковине или сливу душа, рекуперируется путем намотки медной трубы вокруг сливной трубы. Затем змеевик используется для нагрева воды, когда она проходит по трубе на пути к нагревателю горячей воды. Это позволяет компаниям сокращать отходы и повышать свою эффективность.

      #12 Конденсатор, бойлер и испаритель

      Многие этого не знают, но конденсаторы, бойлеры и испарители также являются типами теплообменников. В этих теплообменниках используется двухступенчатый механизм теплопередачи.

      Конденсаторы представляют собой теплообменные устройства, которые принимают горячий газ и охлаждают его до точки конденсации, превращая газ или пар в жидкость. В испарителях и котлах процесс теплопередачи осуществляется путем изменения жидкой формы из жидкой в ​​газообразную или парообразную.

      Преимущества теплообменника

      1. Теплообменники обычно требуют меньших затрат на техническое обслуживание.
      2. Работают при высоком рабочем давлении и рабочей температуре.
      3. Теплообменник идеального размера может обеспечить КПД около 80 %.
      4. Они просты в обслуживании, компактны и легко моются.
      5. При демонтаже дополнительное пространство не требуется.
      6. Кожухотрубные теплообменники дешевле пластинчатых теплообменников.

      Недостатки теплообменника

      1. Основными недостатками являются утечки и падение давления в системе.
      2. В пластинчатом типе первоначальная стоимость высока, потому что титановые пластины дороги.
      3. Оператор должен соблюдать осторожность при разборке и сборке.
      4. Чрезмерная затяжка стяжных болтов увеличивает давление в охладителе.
      5. Емкость трубчатого охладителя нельзя увеличить, так что это тоже недостаток.

      Применение теплообменника

      1. В основном теплообменники используются для передачи тепла от одной среды к другой.
      2. Они также используются для предварительного нагрева холодной жидкости, поступающей в горячую технологическую систему, за счет использования тепла горячей жидкости, выходящей из системы.
      3. Кожухотрубчатые теплообменники применяются в различных промышленных целях.
      4. Спиральный теплообменник подходит для таких применений, как нагрев автоклава, рекуперация тепла и охлаждение сточных вод.
      5. Они обычно используются для подогрева пищи и охлаждения напитков.

      Подведение итогов

      Теплообменники — это тип оборудования, используемого для передачи тепла от горячей жидкости к холодной жидкости. Они считаются полезными для выполнения функции изменения температуры более ценных жидкостей, используемых в процессе.

      Надеюсь, я рассказал все о « типах теплообменников ». Если у вас остались сомнения или вопросы по этой теме, вы можете связаться с нами или задать в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

      Хотите бесплатные PDF-файлы, сидя дома? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.

      Адрес электронной почты

      Скачать PDF этой статьи:

      Скачать PDF

      Вы можете прочитать больше в нашем блоге:

      1. Что такое тяга котла? [Преимущества и недостатки] PDF
      2. Определение и типы процесса термообработки [Полное руководство]
      3. Как осуществляется процесс экструзии в производстве?

      Внешние ссылки:

      1. https://en. wikipedia.org/wiki/Теплообменник
      2. https://www.thomasnet.com/

      СХЕМЫ КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛООБМЕННИКА (Технический отчет)

      СХЕМЫ КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛООБМЕННИКА (Технический отчет) | ОСТИ.GOV

      перейти к основному содержанию

      • Полная запись
      • Другое связанное исследование

      Приведены несколько расчетных схем жидкостно-жидкостного теплообменника ОРНЛ-АНП с краткими пояснениями и примерами расчетов. Фотографии построенных моделей приведены для ознакомления с типом конструкции теплообменника. Обсуждаются поток жидкости и потери давления, а коэффициенты теплопередачи рассчитываются на основе данных о физических свойствах жидкости. Наконец, была подготовлена ​​серия диаграмм, показывающих рабочие характеристики некоторых типичных противоточных теплообменников, что поможет быстро определить влияние изменений проектных условий. (JED)

      Авторов:
      Фраас, А.П.; Лаверн, М. Э.
      Дата публикации:
      Исследовательская организация:
      Национальная лаборатория Ок-Ридж, Теннесси,
      Идентификатор ОСТИ:
      4228661
      Номер(а) отчета:
      ОРНЛ-1330
      Номер АНБ:
      НСА-14-001608
      Номер контракта с Министерством энергетики:  
      W-7405-ENG-26
      Тип ресурса:
      Технический отчет
      Отношение ресурсов:
      Другая информация: Децл. 9 октября, 1959. Ориг. Дата получения: 31-DEC-60
      Страна публикации:
      США
      Язык:
      Английский
      Тема:
      МАШИНОСТРОЕНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ; СЧЕТЧИК ТОКА; ДИАГРАММЫ; ПОТОК ЖИДКОСТИ; ЖИДКОСТИ; ТЕПЛООБМЕННИКИ; ЖИДКОСТИ; ОРНЛ; ПЛАНИРОВАНИЕ; ДАВЛЕНИЕ; КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

      Форматы цитирования

      • MLA
      • АПА
      • Чикаго
      • БибТекс

      Fraas, A.P., и LaVerne, M.E.. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ТЕПЛООБМЕННИКА . США: Н. П., 1952. Веб. дои: 10.2172/4228661.

      Копировать в буфер обмена

      Fraas, A. P., & LaVerne, M.E.. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ТЕПЛООБМЕННИКА . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/4228661

      Копировать в буфер обмена

      Фраас, А.П., и Лаверн, М.Э., 1952. "КОНСТРУКЦИОННЫЕ СХЕМЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ". Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/4228661. https://www.osti.gov/servlets/purl/4228661.

      Копировать в буфер обмена

      @статья{osti_4228661,
      title = {СХЕМА КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛООБМЕННИКА},
      автор = {Фраас, А. П. и ЛаВерн, М. Э.},
      abstractNote = {Приведены несколько расчетных схем жидкостно-жидкостного теплообменника ОРНЛ-АНП с краткими пояснениями и примерами расчетов. Фотографии построенных моделей приведены для ознакомления с типом конструкции теплообменника. Обсуждаются поток жидкости и потери давления, а коэффициенты теплопередачи рассчитываются на основе данных о физических свойствах жидкости. Наконец, была подготовлена ​​серия диаграмм, показывающих рабочие характеристики некоторых типичных противоточных теплообменников, что поможет быстро определить влияние изменений проектных условий. (JED)},
      дои = {10.2172/4228661},
      URL = {https://www.osti.gov/biblio/4228661}, журнал = {},
      номер =,
      объем = ,
      место = {США},
      год = {1952},
      месяц = ​​{12}
      }

      Копировать в буфер обмена

      Посмотреть технический отчет (4,59 МБ)

      https://doi.org/10.2172/4228661

      Экспорт метаданных

      Сохранить в моей библиотеке

      Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

      Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

      • Аналогичные записи

      Системы теплопередачи | Чарт Индастриз

      Новости и события Войти ЧДИНЕСФРИТЖ

      Системы теплопередачи

      Благодаря нашему специальному оборудованию, технологическим процессам, криогенным и технологическим решениям, Chart находится в авангарде обеспечения будущего энергии с низким уровнем выбросов углерода.

      Обеспечение будущего низкоуглеродной энергетики

      Благодаря нашему специальному оборудованию, технологическим процессам, криогенным ноу-хау и технологическим решениям компания Chart находится в авангарде создания будущего с низким уровнем выбросов углерода.

      Теплообменники с воздушным охлаждением

      Через бренды Hudson Products, Air-X-Changers, Smithco, Hammco и Cooler Service Company компания Chart объединила надежных лидеров для предоставления решений по теплопередаче для предприятий разведки и добычи, переработки и сбыта, нефтепереработки, нефтехимии, энергетики и других отраслей.

      Осевые вентиляторы

      Вентиляторы Tuf-Lite обеспечивают высочайший уровень производительности и эффективности в теплообменниках с воздушным охлаждением, градирнях и конденсаторах пара с воздушным охлаждением.

      Осевые вентиляторы охлаждения

      Cofimco является ведущим мировым производителем пултрузионных алюминиевых вентиляторов и лидером в области вентиляторов из стеклопластика. Благодаря инновациям, вдохновленным авиационными технологиями, мы достигли невиданной ранее эффективности.

      Паяные алюминиевые теплообменники

      Паяные алюминиевые теплообменники Chart (также известные как пластинчато-ребристые теплообменники) и холодильные камеры лежат в основе процессов низкотемпературного природного газа, разделения воздуха и нефтехимических процессов по всему миру.

      Шпильковые теплообменники

      Шпильковые теплообменники используют настоящий противоточный поток. В отличие от многоходовых кожухотрубных конструкций, в которых используются поправочные коэффициенты для учета неэффективности, возникающей из-за прямоточных проходов, этот процесс максимизирует разницу температур между межтрубными и межтрубными жидкостями.

      Ожижители гелия

      Мощности по сжижению гелия от 50 до 600 миллионов стандартных кубических футов в год (мм кубических футов в год).

      Ожижители водорода

      Производительность по сжижению от 5 до 30 метрических тонн в сутки.

      УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЗАМЕННЫЙ ЗАМОК LUMMUS®

      LUMMUS ADVANCED BREECH-LOCK EXCHANGER® (LABLEX®) обычно используется в процессах гидрокрекинга, гидроочистки, сжатия газа, синтеза аммиака/мочевины, метанола и других высокотемпературных и высоконапорных установках с насыщенными потоками водорода.

      903:50 СПГ оборудование

      Благодаря интеграции наших собственных основных продуктов и технологий мы предлагаем надежные, надежные и экономичные решения «от концепции к реальности», которые способствуют внедрению сжиженного природного газа (СПГ) в качестве безопасного, экономичная, экологически чистая альтернатива топливу для энергетики, транспорта и промышленности.

      903:50 Заводы по сжижению природного газа

      Модульные заводы по сжижению Chart и связанные с ними технологические процессы позволяют заменить жидкое топливо мало- и среднетоннажным СПГ.

      Блоки отбраковки азота

      Криогенное удаление азота обеспечивает самые высокие показатели извлечения метана. Решения NRU от 15 млн стандартных кубических футов в сутки до >900 млн стандартных кубических футов в сутки сырьевого газа. Концентрация азота на входе от 1% до >70%.

      Регазификация СПГ

      Компания Chart играет ключевую роль в развитии малотоннажной регазификации СПГ и связанной с ней инфраструктуры, обеспечивающей электроэнергию на природном газе в автономных местах и ​​обеспечивающей альтернативное транспортное топливо для грузовых автомобилей, кораблей и даже железнодорожных локомотивов.

      Специальное теплообменное и технологическое оборудование

      VRV предлагает ряд специальных продуктов для теплопередачи и работы под давлением для газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и производства удобрений. Нашими специализациями являются высокие давления и температуры, сложное изготовление, ответственная сварка и экзотическая металлургия.

      Сменные комплекты SPINTUBE™

      Повысьте производительность кожухотрубных теплообменников типа TEMA, установив сменные комплекты SPINTUBE™. SPINTUBE обеспечивает повышенные тепловые характеристики и сниженный перепад давления.

      Турбодетандеры

      Через нашу дочернюю компанию L.A. Turbine (LAT) мы проектируем, производим и обслуживаем турбодетандеры для переработки углеводородов, нефтехимии, промышленного газа и производства/рекуперации электроэнергии.

      Турбодетандеры — послепродажное обслуживание

      L. A. Turbine (LAT) обеспечивает глобальный ремонт и обслуживание турбодетандеров LAT OEM и других производителей в режиме 24/7/365 с помощью нашей команды специалистов FX-TURBO.

      Информационный бюллетень Energy Update

      Будьте в курсе того, что происходит в области экологически чистой энергии, с помощью нашего информационного бюллетеня.

      Нажмите, чтобы просмотреть обновление энергии

      Новости графика

      Будьте в курсе всех замечательных событий, происходящих в Chart.

      Чарт Индустрии

      Диаграмма и Меморандум о взаимопонимании по газу AG для обогащения CO2

      Компания Chart рада сообщить о подписании Меморандума о взаимопонимании…

      11. 08.2022

      Решения в области устойчивой энергетики

      Chart объявляет о сотрудничестве с Wolf Carbon Solutions

      Компания Chart рада сообщить о подписании Меморандума о взаимопонимании с компанией Wolf Carbon…

      29.07.2022

      Чарт Индустрии

      Зеленый свет для проекта по сжижению природного газа

      Компания Chart получила полное уведомление о том, что мы можем приступить к работе в области процессов и оборудования IPMSR…

      23. 06.2022

      Чарт Индустрии

      Изучение Нексуса Чистоты

      Журнал Gas Compression исследует интегрированные инвестиции в цепочку создания стоимости, направленные на…

      20.06.2022

      Чарт Индустрии

      Chart приобретает Fronti Fabrications

      Chart завершила сделку по приобретению Fronti Fabrications, Inc., специализирующейся на…

      31. 05.2022

      Чарт Индустрии

      Chart приобретает криогенный сервисный центр AB

      Компания Chart завершила сделку по приобретению CSC Cryogenic Service Center AB (CSC). Шведский…

      18.05.2022

      Чарт Индустрии

      Отчет ESG 2021

      Сегодня компания Chart опубликовала наш Отчет об экологических, социальных и управленческих показателях за 2021 год в…

      13.

      No related posts.

    • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *