Конструкция аппарата, материал деталей и другие параметры должны выбираться исходя из особенностей технологического процесса и требуемой производительности. Более подробную информацию о типах теплообменников и их назначении можно получить у наших коллег из компании «ПроТепло» https://proteplo.org .
Виды теплообменников – общая информация
В современном мире существует большое разнообразие теплообменников, которые имеют различные характеристики и типы. В этой статье мы поговорим о пластинчатом теплообменнике и дадим общую информацию об этом устройстве и о том, как оно работает.
Что такое теплообменник и зачем он нужен. Теплообменник используется для обмена теплом между двумя находящимися в нем средами. Они делятся на теплообменники и регенераторы. Спектр применения теплообменников довольно широк. Они используются в пищевой и химической промышленности, в энергетике, на различных тепловых электростанциях и даже в вентиляционной технике, включая системы кондиционирования воздуха.
Виды оборудования по передаче тепла
Существуют различные типы теплообменников:
- Поверхностные теплообменники.
- Смесительные теплообменники.
Рассмотрим каждый тип теплообменника отдельно.
- Поверхностный вид – это такой вид обмена тепла, который происходит через стенки теплопроводящего материала. Чтобы обеспечить тепло разных сред, используют специализированный материал, который является полностью герметичным.
Поверхностный теплообменник также делится на несколько типов:
- рекуперативные типы (то есть обмен теплового потока происходит благодаря тонким стенкам контура, при этом поток не меняет свое направление).
- регенеративные типы (то есть обмен теплового потока происходит, так же, как и в первом типе, но в регенеративном типе идет изменение направления потока).
- Смесительный вид – не является популярным видом, поэтому его используют не так часто, а передача тепла осуществляется при достижении смешивания двух сред.
ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС и наш специалист поможет подобрать оборудование
В контуре, предназначенном для нагрева, может использоваться не только горячая вода, но и антифриз, масло или другая горячая, невредная жидкость. Пластинчатый теплообменник устанавливается в системе отопления и разделяет ее на две части: систему отопления от поставщика к потребителю и такую же систему для потребителя.
Индивидуальные теплообменники, основанные на принципе PHE, с высокой точностью определяют необходимый теплоноситель в зависимости от температуры наружного воздуха. Этот метод является энергоэффективным и позволяет экономить до 40 % тепловой энергии по сравнению с не модернизированной и не автоматизированной подстанцией централизованного теплоснабжения (например, котлом).
Зачем нужен теплообменник для ГВС?
Увеличение длины и ширины змеевика в кожухотрубном теплообменнике позволяет повысить эффективность теплообмена. Однако большие размеры непрактичны для установки и использования. Пластинчатый теплообменник предлагает альтернативное решение. Добавляя пластины и сжимая пакет пластин, можно добиться того же эффекта без увеличения внешних размеров. Кожухотрубный теплообменник и пластинчатый теплообменник с одинаковой производительностью отличаются по размерам в 3 раза. По этой причине пластинчатый теплообменник используется для установки на горячую воду.
Как правило, котлы имеют два пластинчатых теплообменника, которые служат защитой от гидроударов, перепада давления, механических и химических примесей. Независимые контуры позволяют настраивать рабочие параметры каждого из них отдельно. Котловая вода, в свою очередь, обменивается теплом с теплоносителем вторичного контура через пластины системы теплообменников.
Использование теплообменных устройств в промышленности
Теплообменники имеют разнообразные технологические функции. Все модели можно разделить на две большие категории:
- теплообменные устройства, в которых основной процесс – передача тепла;
- теплообменные устройства, в которых охлаждение, конденсация, пастеризация и иные процессы – основные, а передача тепловой энергии выступает в качестве сопутствующего компонента.
Модели сгруппированы в соответствии с их основным применением:
- конденсаторы;
- подогреватели;
- холодильники;
- испарители.
Их использование очень востребовано в различных отраслях промышленности. Внедрение устройства в технологический процесс позволяет значительно ускорить работу и повысить эффективность.
Использование разного вида рабочих сред
Правильно подобранный теплоноситель может значительно повысить эффективность.
Водяной пар
Перегретый (насыщенный) пар — один из наиболее часто используемых теплоносителей. Он имеет множество преимуществ: высокая интенсивность теплопередачи, легкость транспортировки по трубам и возможность регулирования температуры. Этот тип теплоносителя чаще всего используется в технологических процессах с многократным испарением, когда испаренный продукт направляется в подогреватели или другие испарители.
Горячая жидкость
Не менее распространены горячие жидкости и вода, циркулирующие через теплообменник. Они характеризуются менее интенсивным нагревом и постоянно снижающейся температурой носителя.
Пар и вода имеют решающий недостаток: при повышении температуры давление в системе резко возрастает. На предприятиях пищевой промышленности агрегаты не могут работать при температуре выше 160 °C.
Масляный раствор
Нагрев масла целесообразен в консервной промышленности; он позволяет теплообменнику работать при температуре до 200 °C.
Горячий воздух и газ
Газ и горячий воздух (максимальная температура 300-1000°C) используются в сушилках и печах. Газы имеют ряд недостатков: их трудно транспортировать и контролировать температуру, они имеют низкий коэффициент теплопередачи, а отработанные газы сильно загрязняют поверхность теплообменника.
От чего зависит эффективность теплообменника
Качество оборудования зависит от следующих факторов:
- особенностей применения;
- объема энергии, необходимого для передачи;
- качества эксплуатации;
- организации ремонтных работ.
От этих параметров зависит общая стоимость оборудования и техническое обслуживание, которое влияет на работоспособность оборудования.
Как правильно выбрать теплообменник
При установке оборудования в жилом доме требуется детальный расчет. Он включает в себя несколько характеристик:
Площадь отапливаемого помещения или примерный расход горячей воды,
- задача теплообменника;
- температурный график;
- температура первичного теплоносителя;
- температура холодной воды.
Расчеты выполняются поставщиком оборудования, который на основании полученных результатов предлагает варианты теплообменников, подходящие для конкретного применения.
Принцип работы теплообменника
Передняя и задняя пластины имеют отверстия, которые соединены с трубами. Они подводят теплоноситель и потребителя тепла к устройству.
Рисунок 5: Поток теплоносителя внутри пакета пластин.
Слой стенок гофрирован, и при высоких скоростях потока постепенно образуется турбулентность. Каждая среда движется навстречу друг другу с разных сторон пластины, чтобы избежать смешивания.
Параллельные пластины образуют рабочие каналы. При движении по всем каналам каждая среда обменивается теплом и покидает внутреннюю часть аппарата. Это означает, что все пластины являются наиболее важным элементом между всеми частями теплообменника.
Потоки внутри пластинчатого теплообменника могут быть расположены в одном или нескольких проходах, в зависимости от технических характеристик и условий применения:
Рис. 6. Схема потока теплоносителя в пластинчатом теплообменнике в зависимости от принципа работы.
Заключение
В этой статье вы смогли ознакомиться с типами теплообменников, их назначением и областями применения. В следующей статье мы подробно рассмотрим пластинчатые теплообменники — чем они отличаются, какие бывают типы и чем они отличаются друг от друга. Поэтому подписывайтесь на рассылку новостей по электронной почте и новости в социальных сетях, чтобы не пропустить их.
Стоит помнить, что кожухотрубные теплообменники в настоящее время активно заменяются пластинчатыми, поскольку последние более гибкие и простые в обслуживании.
Если вам необходимо подобрать теплообменник для вашего применения, вы можете ознакомиться с моделями, предлагаемыми нашей компанией, в соответствующих разделах каталога.
Если у вас возникли трудности, свяжитесь с нашими инженерами или заполните форму:
