Un intercambiador de calor de placas es un tipo de intercambiador de calor recuperativo, cuyo principio se basa en la conversión y transferencia de energía térmica de un medio a otro, a través de placas de contacto. Recogidos en un solo paquete, forman una especie de canales a través de los cuales se mueve el refrigerante. Los parámetros y dimensiones del dispositivo están indicados por los estándares de GOST 15518-83.
Variedades de intercambiadores de calor.
Según el grado de accesibilidad al servicio y la inspección, los intercambiadores de calor se dividen en varios tipos:
- plegable
- soldado
- soldado
- semi-soldado
Plegable
Los dispositivos de este tipo se montan y desmontan para mantenimiento periódico, inspección y reparación. El proceso de transferencia de calor se lleva a cabo mediante placas que se alternan entre sí, formando dos contornos de movimiento. Esto elimina la mezcla de energía térmica entre las dos corrientes. Todas las placas están separadas por juntas de goma.
Soldado
Los dispositivos de este tipo no se desmontan, a diferencia del tipo considerado anteriormente, y todas las placas se sueldan juntas. La ventaja de tales dispositivos se considera un costo asequible y pequeñas dimensiones. El campo principal de aplicación son las calderas domésticas de gas y otros sistemas de calefacción.
Soldado
Las unidades de esta clase consisten en placas soldadas entre sí sin sellos de goma. El flujo de calor se mueve a través de dos canales: uno a lo largo del corrugado, el segundo a través del tubular. Entre las desventajas están el alto costo del dispositivo y su tamaño. Los refrigerantes de esta clase se utilizan a escala industrial.
Semi-soldado
Un diseño que consiste en placas que se instalan de manera combinada. Los sellos están ubicados en el exterior de las placas soldadas por pares. Dicho equipo permite su uso en entornos extremadamente agresivos o en sistemas de refrigeración.
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- Desmontable
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- Soldado
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- Soldado
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- Semi-soldado
Ventajas y desventajas
Entre los aspectos positivos del uso de tales unidades se pueden identificar:
- falta de grandes costos de producción e inversión;
- eficiencia del suministro de calor;
- tamaños pequeños;
- capacidad de autolimpieza debido al alto flujo turbulento;
- Al aumentar el número de placas, es posible lograr un aumento en la eficiencia;
- fiabilidad;
- facilidad de mantenimiento y lavado;
- peso ligero
- facilidad de instalación;
- contaminación superficial mínima;
- la completa exclusión de mezclar diferentes tipos de refrigerante, gracias a un sistema de sellado especial;
- resistente a la corrosión;
- alta eficiencia asegura una superficie mínima de intercambio de calor;
- la posibilidad de reducir las pérdidas de presión al mínimo mediante el uso de placas con diferentes tipos de perfiles;
- ajuste de temperatura
Las desventajas de los intercambiadores de calor de placas incluyen:
- la necesidad de conexión a tierra;
- Exactitud a la calidad del refrigerante.
Una gran cantidad de ventajas permite el uso de intercambiadores de calor en el segmento doméstico e industrial. La demanda de refrigerante es más probable que no sea una desventaja, sino una necesidad de evitar la frecuencia de reemplazo de placas desgastadas.
El dispositivo intercambiadores de calor de placas
El intercambiador de calor de placas se usa ampliamente para el intercambio de calor en vapores o líquidos y actúa como enfriador, calentador o condensador. Se compone de varios componentes:
- placa movible;
- placa fija;
- boquillas, con brida roscada y conexión soldada;
- un juego de platos unidos entre sí;
- guía inferior y superior;
- soporte roscado para montaje y montantes.
Entre las placas hay sellos de goma. El movimiento de la energía térmica se produce de varias maneras:
- flujo directo,
- contracorriente
- mezclado.
La selección del equipo para la instalación en el sistema de calefacción y el cálculo se realizan utilizando un software especial desarrollado específicamente para estos fines.
Diagrama de cableado
Para conectar la placa TO, se utiliza un circuito clásico en el que las tuberías de entrada y salida de refrigerante se encuentran en el panel frontal. Muy a menudo, estas aberturas se colocan de tal manera que proporcionan un contraflujo de energía térmica y evitan la mezcla del flujo frío y caliente.
La segunda opción para conectar el intercambiador de calor utiliza las mismas boquillas de entrada y salida, que pueden ubicarse no solo en el panel frontal, sino también en la parte posterior.
Los flujos de entrada y salida de energía térmica se conectan mediante tuberías con una conexión bridada, roscada o soldada.
En algunos casos, no use boquillas. Luego, la conexión se realiza perforando agujeros adicionales con rosca interna para la instalación de pernos, que servirán como un elemento de fijación para el refrigerante con la tubería. Como junta, puede llevar una goma resistente al calor o un sello de goma.
Reglas de selección
La elección del equipo depende de varios parámetros, cada uno de los cuales se calcula individualmente, dependiendo de dónde se instalará el intercambiador de calor.
Al seleccionar un modelo, debe determinar los siguientes puntos:
- tipo de medio (vapor, agua, etc.);
- indicadores de temperatura en la entrada y salida del refrigerante;
- pérdida de presión permisible;
- temperatura máxima
- presión máxima dentro del dispositivo;
- carga térmica en el equipo.
Después de obtener datos sobre estos parámetros, es necesario calcular los indicadores del sistema de intercambio de calor. Luego puede comenzar a elegir un modelo, en función de los indicadores disponibles de potencia, caudal de agua, diámetro y área de transferencia de calor.
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento del intercambiador de calor de placas no se puede llamar simple. Las placas se montan en un ángulo de 180 grados entre sí. Por lo general, este es un pico de dos pares de placas que proporcionan entrada y salida de energía térmica. El par extremo no está involucrado en el proceso de transferencia de calor.
Dependiendo de las características de diseño, los intercambiadores de calor generalmente se dividen en tres tipos:
- circuito simple,
- multicircuito
- de doble sentido.
La circulación de energía térmica en un dispositivo de circuito único se realiza de forma permanente, a lo largo de todo el circuito y en una dirección, con un contraflujo simultáneo del refrigerante.
El movimiento del portador térmico en equipos de circuitos múltiples ocurre en varias direcciones. Dichos dispositivos se usan solo si hay una ligera diferencia de temperatura en el retorno y el flujo de entrada.
El movimiento de la energía térmica en dispositivos bidireccionales ocurre a lo largo de dos circuitos independientes, sujetos a un monitoreo constante del suministro de calor.
Existe otro tipo de dispositivo: un intercambiador de calor de placas de vapor, que se encarga de calentar el agua u otro líquido en el sistema de calefacción. El principio de funcionamiento de este dispositivo no es diferente de los modelos estándar de agregados de placa.
Placas de intercambiador de calor de placas
El material para las placas es acero, 1 mm de espesor. Para turbulizar el flujo de refrigerante y aumentar el área de transferencia de calor, la parte de flujo de las placas se forma acanalada o en forma de corrugaciones.
Si observa en sección transversal, la superficie corrugada tiene el perfil de un triángulo equilátero. La resistencia y el caudal dependen del grado del ángulo en el que se encuentra la ondulación. Cuanto más nítida es, menor es la resistencia y mayor es la velocidad del refrigerante.
Además del acero, también se utilizan otras aleaciones para fabricar las placas del intercambiador de calor, dependiendo de dónde funcione el dispositivo.
Campos de aplicación
Cada tipo de intercambiador de calor tiene su propio campo de aplicación.
Los intercambiadores de calor plegables se usan comúnmente:
- para la instalación de redes de calefacción;
- en refrigeradores;
- en piscinas, etc.
Se utilizan dispositivos soldados:
- en congeladores;
- en sistemas de aire acondicionado;
- en sistemas de ventilación;
- en instalaciones de compresores.
Los dispositivos soldados y semi-soldados han encontrado su aplicación:
- en climatización y sistemas de ventilación;
- en la industria farmacéutica;
- en la industria alimentaria;
- en sistemas de calefacción y suministro de agua caliente;
- en bombas de circulación, etc.
En uso doméstico, el tipo de intercambiador de calor soldado con mayor frecuencia. Es responsable de enfriar o calentar la energía térmica.
Un intercambiador de calor es un elemento del sistema utilizado en las industrias de servicios públicos, alimentos, metalurgia y petróleo y gas, así como en la construcción naval. El predominio de las ventajas sobre las desventajas indica su aplicación efectiva. Una vez que haya decidido correctamente las características técnicas y las tareas del dispositivo, puede instalar el sistema de calefacción en casa utilizando los dibujos y diagramas de cableado del intercambiador de calor, disponibles en Internet.
