Основні переваги пластинчастих теплообмінників теплотекс апв. Пластинчасті теплообмінні апарати: типи, пристрій та принцип роботи Сфери використання обладнання

Робота пластинчастого теплообмінника - переваги, недоліки, пристрій

Теплообмінні апарати включають штамповані пластини, що не піддаються корозійним процесам. Вони можуть використовуватися як повітроохолоджувачі або підігрівачі. різних видіврідин, таких як мазуту, нафти, води, олії та інших.

Для правильного виборуопалювального обладнання необхідно знати, як відбувається робота пластинчастого теплообмінника.

Потужність пристрою може змінюватися, якщо збільшувати чи зменшувати кількість пластин. Цього не можна зробити в інших видах приладів, тому що в них кількість теплообмінних труб є постійною. Прокладки, що використовуються у виробництві апаратів, зміцнюють міжпластинні канали. Ущільнювачі з гуми утворюють два повністю герметичні канали, що призначаються для рідин, які циркулюють у процесі теплообміну.

Рідини, що рухаються одна до одної, виробляють процес, внаслідок якого гарячий теплоносій передає тепло холодному середовищу. Робота пластинчастого теплообмінника ґрунтується на даному ефективному принципі.

Теплообмінне обладнання володіє високим відсотком продуктивності та рівнем потужності. Вона регулюється, якщо змінюється кількість пластин. За таким пристроєм легко доглядати, розбирати та видаляти різні забруднення. Перевагою таких апаратів є і те, що пластини забруднюються досить повільно і не потребують частого очищення. Якісне полірування пластин, а також висока турбулентність під час роботи приладу сприяє очищенню.

Недоліки

Але, як і всі прилади, пластинчасті теплообмінники мають свої недоліки. Головний мінус полягає у використанні обладнання низької якості. При виборі неякісного приладу пристрій засмічується в найкоротший термін, а звичайне очищення, без застосування спеціальних хімічних складів, не буде ефективною. Цей недолік, напевно, єдиний у теплообмінного обладнання.

Іноді пластинчасті теплообмінники коштують більше, ніж апарати кожухотрубного типу, що є суттєвим мінусом у деяких випадках.

Не можна забувати про те, що встановлення теплообмінного обладнання потребує виділення окремого невеликого приміщення. Цей факт теж може стати недоліком і проблемою, якщо обладнання експлуатується у невеликому просторі чи приватному будинку. Іноді додатковий простір просто не було передбачено для будівництва споруди.

Незважаючи на деякі незначні недоліки, пластинчасті теплообмінники є дуже практичним обладнанням, яке дуже популярне на сучасному будівельному ринку.

Пластинчасті теплообмінники від «Заводу Тріумф» сьогодні є одним із передових та оптимальних рішень проблем теплообміну на малому та великому виробництві. Тому їх активно застосовують усі промислові галузі.

Серед переваг комплектуючих можна відзначити такі:

• низькі витрати на виробництво, обслуговування пристроїв не є дорогим;
• забезпечення ефективної та якісної теплової передачі (коефіцієнт вдалося підвищити у 3-5 разів у порівнянні з гладкотрубними теплообмінниками);
• економічність завдяки використанню асиметричних каналів;
• пристрій займає невелику площу, оскільки використовує найменшу різницю температурного режиму;
• серед основних переваг пластинчастих теплообмінників ефект самоочищення за допомогою потоку з високою турбулентністю;
• потужність збільшується з допомогою розширення пакета пластин.

Пристрій є надійним та практичним, виключається змішання середовищ. Обладнання має невелику вагу, що передбачає легкість промивання та демонтажу.

Використання обладнання

Переваги застосування в експлуатації теплообмінників пластинчастого типу:

• простота встановлення, використання та ремонту пристрою;
• збільшення потужності передбачається застосування додаткових пластин;
• турбулізація потоку дозволяє проводити найменше забруднення робочої поверхні;
• невеликі габаритні параметри оснащення дозволяють заощаджувати виробничу площу та фінансові кошти на обслуговування;
• конфігурація ущільнення не дає рідинам змішуватися;
• Комплектація передбачає високу стійкість перед корозійними процесами.

Устаткування має оптимальну комплектацію. Пристрій підбирається за вимогами замовника. Надається широкий вибір профілів та розмірних параметрів пластин. Максимально допустиме навантаження - 60 МВт. Поверхня теплообміну охоплює від 5 до 1750 кв.

В даний час в системах теплопостачання всіх розвинених країн використовуються переважно саме пластинчасті теплообмінники, адже вони мають низку значних переваг у порівнянні з кожухотрубними ( підігрівники пароводяні ПП, підігрівачі водоводяні ВВП, ПВВ, ПВ).
Коефіцієнт теплопередачі пластинчастих теплообмінників значно вищий (у 3-5 разів) коефіцієнта кожухотрубних.
Маса пластинчастих теплообмінників менше маси кожухотрубних у 3-10 разів залежно від їхньої потужності. Труби, що підводять, до пластинчастих теплообмінників можна приєднувати з одного боку. У пластинчастих теплообмінниках простіше проводити внутрішній огляд. Також їх перевагою перед кожухотрубними є менша схильність до вібрації. Вальцювальні з'єднання в кожухотрубних теплообмінниках втрачають щільність навіть від незначних вібрацій, що може призвести до перетікання однієї води в іншу, залежно від вищого тиску.
Зміна потужності відбувається шляхом збільшення або зменшення поверхні теплообміну, для цього досить просто змінити кількість пластин у пакеті. У разі застосування зміна потужності відбувається значно складніше.
Важливим показником є ​​і те, що для пластинчастих теплообмінниківтеплоізоляція не потрібна, також немає необхідності проводити їх ремонт протягом тривалого часу експлуатації.
Часто очищати пластинчасті теплообмінники від відкладень немає необхідності. Очищати можна двома способами – механічним або хімічним. Вибір методу очищення залежить від складу відкладень.
Механічним способом теплообмінники очищаються від кальцієвих відкладень. Для цього потрібно розібрати пристрій та очистити його, наприклад, щіткою або чимось подібним. Для невеликих теплообмінників такий спосіб очищення займає близько чотирьох годин, а великих теплообмінників з великою кількістю пластин приблизно вісім. Перед розбиранням заміряється відстань між плитами і за цим розміром виготовляється шаблон. Після збирання потрібно довести відстань між плитами до початкового для відновлення зусилля стяжки шпильок.
Хімічна очистка застосовується до механічно міцних відкладень з магнієм та кремнієм. Залежно від складу відкладень підбирають тип розчину, що чистить. Хімічна чистка виконується в такий спосіб. За допомогою спеціального пристрою, що складається з насоса та ємності для розведення розчину, відбувається циркуляція засобу для чищення через теплообмінник. Для подібного очищення необхідно, щоб трубопроводи, що підводять і відводять, були оснащені штуцерами або спеціальними фланцями зі штуцерами. В силу агресивності хімічних розчинів, трубопроводи вуглецевої сталіпотрібно захистити від їх згубного впливу, наприклад, шляхом відключення трубопроводів від теплообмінниківперед очищенням.

Пластинчастий теплообмінник- один із видів рекуперативних теплообмінних апаратів, в основі роботи якого лежить теплообмін між двома середовищами через контактну пластину без змішування.

Типи, будову та принцип роботи пластинчастих теплообмінників

Принцип роботи всіх пластинчастих теплообмінних апаратів однаковий:

1. На входи подаються теплоносії.
2. Теплоносії рухаються за внутрішнім контуром теплообмінного агрегату, який сформований пакетом пластин.
3. У процесі руху, контактуючи з поверхнею пластини, більш гарячий теплоносій віддає частину тепла середі, що нагрівається.
4. З виходів теплоносія, з температурою, що змінилася, надходять в систему опалення, водопостачання або вентиляції.
5. Вхідні та вихідні отвори теплообмінних апаратів можуть мати різний переріз (у агрегатів Рідан діаметр досягає 500 мм), і за допомогою патрубків підключаються до трубопроводу основної системи.

Даний принцип дії та пристрій пластинчастого ТО добре продемонстровані у наступному відео:

Принцип роботи пластинчастого теплообмінника

Види пластинчастих теплообмінників в залежності від конструкції:

• розбірні;
• паяні;
• зварні;
• напівзварювальні.

Пластинчасті розбірні теплообмінні апарати

Пристрій, де основну функцію теплопередачі між теплоносіями виконує пакет пластин. Середовища не змішуються між собою завдяки чергуванню пластин із щільними гумовими прокладками, які утворюють два контури руху.

Свою назву «розбірний» подібний тип агрегатів отримав за те, що пакет пластин не тільки збирається, але й розбирається під час регулярного обслуговування (промивання) чи ремонту.

Конструкційна схема розбірного теплообмінника

Розбірний теплообмінник складається з наступних елементів:

• Нерухома притискна плита- Основний елемент.
• Пластинитеплообмінного апарату, виконані з нержавіючої сталі або титану, притискаються один до одного з використанням прокладок ущільнювачів. Кількість пластин залежить від технічних параметрів та вимог до обладнання.
• Пакет пластин- головний функціональний елемент, який утворює внутрішній контур пристрою та здійснює теплообмін.
• Несуча база- Спрямовуюча балка, на яку надягають пластини під час складання агрегату.
• Рухлива притискна плита- Притискає весь пакет до нерухомої притискної плити за допомогою елементів кріплення: стяжних болтів, підшипників, стопорних шайб.
• Опорна станина- вертикальний елемент, до якого прикріплюються напрямні балки (верхня та нижня балки, що несуть).

Завдяки високій швидкості робочих середовищ усередині розбірних теплообмінних апаратів відкладення та засмічення накопичуються на його внутрішніх поверхнях повільніше, ніж на поверхнях кожухотрубних агрегатів.

Безперечна перевага цього виду ТО - можливість повного розбирання апарату, що дозволяє проводити не тільки промивання пластин, але і їх механічне очищення.

Також варто відзначити, що можливість повного розбирання агрегату дозволяє не замінювати його цілком у випадках протікання, а швидко виявити неробочі елементи, поміняти їх і знову запустити теплообмінник в експлуатацію. За наявності необхідних запасних частин під рукою вся процедура займе від декількох годин до 1 години.

Паяні теплообмінні апарати

Паяні теплообмінники також у своїй основі містять пакет пластин, але відмінність від розбірних полягає в тому, що вони спаяні між собою, тому збирання/розбирання такого пакета неможливе.

Паяння виробляється за допомогою нікелю або міді, тому позначають два основні види паяних пластинчастих теплообмінників: нікельпаяний та міднопаяний. Нікелевий припій використовується для апаратів, які працюватимуть із більш агресивними середовищами.

Паяний пластинчастий теплообмінник у розрізі

Паяні теплообмінні апарати застосовуються в основному в побутовому сегменті завдяки своїй низькій вартості, простоті та невеликим габаритам. Найчастіше подібний тип пристроїв можна зустріти в системах опалення приватних будинків, де підключається теплообмінник до водонагрівального котла.

Напівзварні теплообмінники

Напівзварні теплообмінні апарати - агрегати, в яких пакет пластин зроблений комбінованим способом:

• пластини попарно зварюються між собою;
• з зовнішньої сторонитакого здвоєного міні-пакету прикріплюються ущільнення;
• Далі прикріплюється наступний зварений міні-пакет.

Місця попарного зварювання пластин

Подібний тип конструкції дозволяє використовувати напівзварні теплообмінні апарати в роботі з агресивними середовищами або в охолодженні, оскільки зварювання пластин виключає можливість витоку фреону в контурі, що охолоджує.

Зварні теплообмінники

Зварні теплообмінні апарати – пристрої, в яких пластини зварені між собою без використання ущільнювачів.

Зовнішній вигляд зварного теплообмінника

Один із потоків теплоносіїв рухається гофрованими каналами, другий трубчастими. Принцип роботи пластинчастого зварного теплообмінника показаний у цьому відео:

Принцип роботи зварного теплообмінника

Зварні теплообмінні апарати застосовуються в технічні процесиз граничними параметрами: високими температурами (до 900 градусів Цельсія), тиском (до 100 бар) та вкрай агресивними середовищами, оскільки відсутність гумових ущільнювачів та зварний метод зчеплення виключають можливість протікання та змішування середовищ.

Основні недоліки подібного типу агрегатів: висока вартість та габарити.

Застосування пластинчастих теплообмінників

Пластинчасті теплообмінні апарати використовуються в:

• енергетиці;
• опалення;
• вентиляції та кондиціювання;
• судноплавство;
• харчової промисловості;
• машинобудування;
• автомобілебудування;
• металургії.

Технічні характеристики пластинчастих теплообмінників

Пластинчастий теплообмінник має різні технічні характеристики в залежності від типу конструкції:

Плюси та мінуси пластинчастих теплообмінників

Переваги:

• Зручність транспортування та монтажуоскільки пластинчастий теплообмінник має менші габарити, ніж інші види рекуперативних теплообмінних апаратів.
• Простота обслуговування- розбірні, напівзварні та зварні теплообмінники легко промивати, оскільки вони або повністю розбираються, як у випадку з розбірними агрегатами, або частково, надаючи доступ до пластин як напівзварні та зварні апарати.
• Висока продуктивність- ККД пластинчастих агрегатів досягає 95%.
• Ціна- Вартість пластинчастих установок нижче, ніж аналогічних кожухотрубних, спіральних або блокових агрегатів.

Недоліки:

• Часто потрібне заземлення. Оскільки пластини мають малу товщину - вони схильні до впливу блукаючих струмів, що призводить до появи дірок у них.
• Більш вимогливі до якості очищення теплоносія. Оскільки між пластинами відстань невелика, то канали будуть забруднюватися швидше, ніж внутрішні поверхні кожухотрубного теплообмінника, що призводить до зниження коефіцієнта теплопередачі і, як наслідок, ККД пластинчастого теплообмінника.

Висновок

Пластинчастий теплообмінник - це сучасний типтеплообмінних апаратів, які активно витісняють аналоги застарілих типів, такі як кожухотрубні агрегати. Цьому сприяє їх компактність, низька ціна та високі показники технічних характеристик.

У наступній статті ми розглянемо, як відбувається збирання та розбирання пластинчастого теплообмінника.

Підписуйтесь на наші новини!

В даний час "Теплотекс АПВ" здійснює складання 12 типів розбірних пластинчастих теплообмінників з пластинами виробництва APV (Табл.1). Пластини, що використовуються в процесі збирання теплообмінних апаратів, мають різний профіль робочої поверхні та площу від 0,018 м2 до 2,0 м2.

Пластинчасті теплообмінники виробництва Теплотекс АПВ за ліцензією компанії APV/SPX Flow Technology (Данія)

Таблиця 1. Технічні характеристики пластинчастих розбірних теплообмінників

Пластини APV мають ряд переваг у порівнянні з пластинами інших виробників теплообмінного обладнання:

Канали, утворені пластинами APV, мають дещо більше

поперечний переріз, ніж у розбірних пластинчастих теплообмінників інших фірм, які виробляють теплообмінні апарати.

Завдяки цьому вони повільніше засмічуються. Це дозволяє суттєво скоротити витрати на сервісне обслуговування розбірного пластинчастого теплообмінного апарату, вдаватися до промивання теплообмінника.

На пластинах розбірного пластинчастого теплообмінника, в розподільній частині біля отворів зроблено спеціальну насічку, яка дозволяє вирівняти опір по ширині каналу та забезпечити рівномірне обтікання робочої поверхні пластини розбірного пластинчастого теплообмінника, виключивши застійні зони;

APV виробляє пластини з так званою клемпінговою системою, яка робить конструкцію розбірного теплообмінного апарату жорсткішою. Спеціальне штампування по кутах пластин теплообмінника спрощує їхню центровку в пакеті. Це особливо актуально, якщо теплообмінний апарат складається з великої кількостіпластин;

Удосконалено край теплообмінної пластини, що підтримує гумові ущільнення. Спосіб кріплення ущільнень Paraclip або EasyClip без застосування клею.

Клемпінгова система

Надійна фіксація прокладок

Конструкція гофри забезпечує рівномірний розподілпотоку

У теплообмінному апараті пластини одного типорозміру можуть мати кут нахилу гофр до горизонтальної осі 30° (так звані жорсткі пластини) і 60° (м'які пластини). Для жорстких пластин характерна більша теплова продуктивність і більші втрати напору, для м'яких пластин менша теплова продуктивність і менші втрати напору. В одному пластинчастому теплообмінному апараті допускається використовувати і жорсткі, і м'які пластини. Це ще один спосіб максимально наблизитися до заданої продуктивності пластинчастого теплообмінника та допустимих втрат напору при мінімальній поверхні нагрівання теплообмінного апарату.

У 2001 році для розбірних пластинчастих теплообмінників APV розроблено принципово нову серію пластин Q030, Q055, Q080, яка крім модифікацій з різним кутом нахилу гофр має модифікації з різною глибиною гофри, що суттєво розширює можливості пластинчастих теплообмінних апаратів. Дрібна гофра (Energy Saver) дозволяє мати велику теплову продуктивність теплообмінника за великих втрат напору. Пластини з глибокою гофрою (Dura Flow) ідеально підходять для в'язких рідин, наприклад для олій, або при малих допустимих втратах напору.

Ще одне вдале рішення APV - це виробництво пластинчастих теплообмінних апаратів ряду пластин з однаковим профілем проточної частини, однаковими діаметрами з'єднань і шириною пластини, але з різною висотою.

Наприклад: N25, N35, N55; Q030, Q055, Q080; A055, A085, A145; J060, J092, J107, J185 і т.д.

Окрім інших переваг, таке рішення дозволяє розраховувати завжди одноходові пластинчасті теплообмінники, що дуже зручно для експлуатації. Іншими словами, коли потрібний теплообмінний апарат з великою наведеною довжиною пластини, APV розраховує одноходові пластинчасті теплообмінники з більш довгою пластиною, в той час як інші компанії, що виробляють теплообмінне обладнання, змушені вибирати багатоходові пластинчасті теплообмінні апарати.

Для особливо строгих умов, у яких найчастіше застосовуються пластинчасте теплообмінне обладнання, де абсолютно неприпустиме попадання одного середовища в інше, APV розроблено пластини зі здвоєною стінкою (Duo Safety).

Всі перелічені особливості пластин APV дозволяють виробляти надійні пластинчасті теплообмінні апарати з оптимально вибраною поверхнею та компонуванням.

На пластинах у розподільчій частині біля отворів зроблена спеціальна насічка, яка дозволяє вирівняти опір по ширині каналу та забезпечити рівномірне обтікання робочої поверхні пластини;

APV розроблено пластини з так званою клемпінговою системою, яка робить апарат жорсткішим;

Удосконалено край пластини, що підтримує прокладку;

Пластини одного типорозміру можуть мати кут нахилу гофр до горизонтальної осі 30° (так звані жорсткі пластини) і 60° (м'які пластини). Для жорстких пластин характерна більша теплова продуктивність і більші втрати напору, для м'яких пластин менша теплова продуктивність і менші втрати напору. В одному апараті допускається використовувати і тверді, і м'які пластини. Це ще один спосіб максимально наблизитися до заданої продуктивності та допустимих втрат напору при мінімальній поверхні нагріву;

У 2000 році в APV розроблено принципово нову серію пластин (Q030, Q055, Q080), яка крім модифікацій з різним кутом нахилу гофр має модифікації з різною глибиною гофри, що суттєво розширює можливості апаратів;

Пластини типів, що найбільш використовуються, мають кілька модифікацій по висоті при однакових діаметрах з'єднань і однаковій ширині. Це ще один додатковий засіб для досягнення оптимального компонування апарату. Так наприклад, при великих втратах напору або великих діапазонах зміни температури теплоносіїв у теплообміннику «Теплотекс АПВ» вибере пластину з великою наведеною довжиною каналу, тоді як іншим виробникам, швидше за все, доведеться купити двоходовий теплообмінник; безліч недоліків двоходового компонування будуть перераховані нижче;

APV розроблено, а «Теплотексом АПВ» застосовуються пластини зі здвоєними стінками у тих випадках, коли має бути повністю виключено попадання одного середовища до іншого.

Для забезпечення належної якості теплообмінного обладнання на підприємстві створено службу контролю якості, отримано: сертифікат відповідності виробництва Росстандарт ІСО 9001 та гігієнічний сертифікат на пластинчасті теплообмінники.

Сертифікована сервісна служба «Теплотекс АПВ» здійснює весь комплекс робіт з обслуговування пластинчастих теплообмінників виробництва «Теплотекс АПВ» у гарантійний та післягарантійний періоди:

* розбірне промивання пластинчастого теплообмінника;

* хімічне очищення пластинчастого теплообмінника;

* заміну прокладок (ущільнень) у пластинчастому теплообміннику;

* періодичні інспекції та тести на протікання пластинчастого теплообмінника;

* заміну пластин у теплообмінному апараті.

На сьогоднішній день конструкція пластинчастих теплообмінників виробництва «Теплотекс АПВ» є найпередовішою у сфері вирішення завдань, поставлених для виробників теплообмінних апаратів. Підприємство «Теплотекс АПВ» щиро сподівається на довгострокову та взаємовигідну співпрацю зі спеціалістами паливно-енергетичного комплексу Росії.