Funkcje płytowego wymiennika ciepła

Płytowy wymiennik ciepła jest rodzajem rekuperacyjnego wymiennika ciepła, którego zasada opiera się na konwersji i przekazywaniu energii cieplnej z jednego czynnika na drugi za pomocą płyt stykowych. Zebrane w jeden pakiet tworzą rodzaj kanałów, przez które przepływa chłodziwo. Parametry i wymiary urządzenia są określone normami GOST 15518-83.

Odmiany wymienników ciepła

W zależności od stopnia dostępności do serwisu i kontroli wymienniki ciepła dzielą się na kilka rodzajów:

• składany
• lutowane
• spawane
• częściowo spawane.

Składany

Urządzenia tego typu są montowane i demontowane w celu okresowej konserwacji, kontroli i naprawy. Proces wymiany ciepła odbywa się za pomocą płytek, które zmieniają się naprzemiennie, tworząc dwa kontury ruchu. Eliminuje to mieszanie energii cieplnej między dwoma strumieniami. Wszystkie płytki są oddzielone gumowymi uszczelkami.

Lutowane

Urządzenia tego typu nie są demontowane, w przeciwieństwie do wcześniej rozważanego typu, a wszystkie płytki są lutowane razem. Zaletą takich urządzeń jest przystępny koszt i małe wymiary. Głównym obszarem zastosowania są domowe kotły gazowe i inne systemy grzewcze.

Spawane

Urządzenia tej klasy składają się z płyt zespawanych ze sobą bez gumowych uszczelek. Strumień ciepła przepływa przez dwa kanały: jeden wzdłuż falistej, drugi przez rurowy. Do wad należy wysoki koszt urządzenia i jego rozmiar. Chłodziwa tej klasy są stosowane na skalę przemysłową.

Półspawane

Konstrukcja składająca się z płyt instalowanych w sposób łączony. Uszczelki znajdują się na zewnątrz spawanych parami płyt. Taki sprzęt umożliwia jego stosowanie w wyjątkowo agresywnych środowiskach lub w systemach chłodzenia.

Zalety i wady

Wśród pozytywnych aspektów korzystania z takich jednostek można wymienić:

• brak dużych kosztów produkcji i inwestycji;
• wydajność dostarczania ciepła;
• małe rozmiary;
• zdolność do samoczyszczenia dzięki dużemu przepływowi turbulentnemu;
• przez zwiększenie liczby płyt można osiągnąć wzrost wydajności;
• niezawodność;
  
• łatwość konserwacji i płukania;
• lekka waga;
• łatwość instalacji;
• minimalne zanieczyszczenie powierzchni;
• całkowite wykluczenie mieszania różnych rodzajów chłodziwa, dzięki specjalnemu systemowi uszczelnień;
• odporność na korozję;
• wysoka wydajność zapewnia minimalną powierzchnię wymiany ciepła;
• możliwość zmniejszenia strat ciśnienia do minimum poprzez zastosowanie płyt o różnych typach profili;
• regulacja temperatury.

Wady płytowych wymienników ciepła obejmują:

• potrzeba uziemienia;
• dokładność do jakości chłodziwa.

Duża liczba zalet pozwala na zastosowanie wymienników ciepła w segmencie domowym i przemysłowym. Żądanie chłodziwa nie jest raczej wadą, ale potrzebą zapobiegania częstotliwości wymiany zużytych płyt.

Płytowe wymienniki ciepła urządzenia

Płytowy wymiennik ciepła jest szeroko stosowany do wymiany ciepła w oparach lub cieczach i działa jako chłodnica, grzejnik lub skraplacz. Składa się z kilku elementów:

• ruchoma płyta;
• stała płyta;
• dysze z kołnierzem gwintowanym i połączeniem spawanym;
• zestaw połączonych ze sobą płytek;
• dolna i górna prowadnica;
• gwintowany stojak do montażu i kołków.

Pomiędzy płytami znajdują się gumowe uszczelki. Ruch energii cieplnej zachodzi na kilka sposobów:

• przepływ bezpośredni,
• przeciwprądowy
• mieszany.

Wyboru sprzętu do instalacji w systemie grzewczym i obliczeń dokonuje się za pomocą specjalnego oprogramowania opracowanego specjalnie do tych celów.

Schemat połączeń

Aby połączyć płytkę TO, stosuje się klasyczny obwód, w którym rury wlotowe i wylotowe płynu chłodzącego znajdują się na panelu przednim. Najczęściej otwory te są ustawione w taki sposób, aby zapewnić przeciwprąd energii cieplnej i zapobiec mieszaniu się przepływu gorącego i zimnego.

Druga opcja podłączenia wymiennika ciepła wykorzystuje te same dysze wlotowe i wylotowe, które mogą być umieszczone nie tylko na panelu przednim, ale także z tyłu.

Wejściowe i wyjściowe przepływy energii cieplnej są połączone za pomocą rur z kołnierzem, połączeniem gwintowanym lub spawanym.

W niektórych przypadkach nie należy używać dysz. Następnie połączenie następuje poprzez wywiercenie dodatkowych otworów z gwintem wewnętrznym do montażu kołków, które będą służyć jako łącznik płynu chłodzącego z rurociągiem. Jako uszczelkę można przyjąć gumową lub gumową uszczelkę odporną na ciepło.

Zasady wyboru

Wybór sprzętu zależy od kilku parametrów, z których każdy jest obliczany indywidualnie, w zależności od miejsca zainstalowania wymiennika ciepła.

Wybierając model, musisz określić następujące punkty:

• rodzaj medium (para, woda itp.);
• wskaźniki temperatury na wlocie i wylocie chłodziwa;
• dopuszczalna strata ciśnienia;
• maksymalna temperatura
• maksymalne ciśnienie wewnątrz urządzenia;
• obciążenie termiczne urządzenia.

Po uzyskaniu danych o tych parametrach należy obliczyć wskaźniki systemu wymiany ciepła. Następnie możesz zacząć wybierać model w oparciu o dostępne wskaźniki mocy, natężenia przepływu wody, średnicy i powierzchni wymiany ciepła.

Zasada działania

Zasada działania płytowego wymiennika ciepła nie może być nazwana prostą. Płytki są montowane pod kątem 180 stopni względem siebie. Zwykle jest to skok dwóch par płyt, które zapewniają wejście i wyjście energii cieplnej. Ekstremalna para nie bierze udziału w procesie wymiany ciepła.

W zależności od cech konstrukcyjnych wymienniki ciepła dzielą się zwykle na trzy typy:

• jednoprzewodowy,
• wieloprzewodowy
• dwukierunkowa.

Cyrkulacja energii cieplnej w urządzeniu jednoprzewodowym odbywa się na stałe, wzdłuż całego obwodu i w jednym kierunku, przy jednoczesnym przeciwprądzie płynu chłodzącego.

Ruch nośnika ciepła w sprzęcie z wieloma obwodami odbywa się w różnych kierunkach. Takie urządzenia są używane tylko wtedy, gdy istnieje niewielka różnica temperatur na powrocie i dopływie.

Ruch energii cieplnej w urządzeniach dwukierunkowych odbywa się wzdłuż dwóch niezależnych obwodów, pod warunkiem ciągłego monitorowania dopływu ciepła.

Istnieje inny rodzaj urządzenia - płytowy wymiennik ciepła, który odpowiada za podgrzewanie wody lub innej cieczy w systemie grzewczym. Zasada działania tego urządzenia nie różni się od standardowych modeli agregatów płytowych.

Płytowe wymienniki ciepła

Materiałem na płyty jest stal o grubości 1 mm. Aby turbulizować przepływ chłodziwa i zwiększyć obszar wymiany ciepła, część przepływowa płyt jest uformowana żebrowo lub w postaci pofałdowania.

Jeśli spojrzysz na przekrój, falista powierzchnia ma profil trójkąta równobocznego. Opór i natężenie przepływu zależą od stopnia kąta, pod którym znajduje się pofałdowanie. Im ostrzejszy, tym niższy opór i wyższa prędkość płynu chłodzącego.

Oprócz stali, inne stopy są również wykorzystywane do wykonania płyt wymiennika ciepła, w zależności od tego, gdzie urządzenie będzie działać.

Obszary zastosowania

Każdy typ wymiennika ciepła ma swój własny zakres zastosowania.

Składane wymienniki ciepła są powszechnie stosowane:

• do instalacji sieci grzewczych;
• w lodówkach;
• w basenach itp.

Urządzenia lutowane są używane:

• w zamrażarkach;
• w systemach klimatyzacyjnych;
• w systemach wentylacyjnych;
• w instalacjach kompresorowych.

Urządzenia spawane i półspawane znalazły zastosowanie:

• w systemach klimatyzacji i wentylacji;
• w przemyśle farmaceutycznym;
• w przemyśle spożywczym;
• w systemach grzewczych i zaopatrzeniu w ciepłą wodę;
• w pompach obiegowych itp.

W gospodarstwie domowym najczęściej lutowany typ wymiennika ciepła. Odpowiada za chłodzenie lub ogrzewanie energii cieplnej.

Wymiennik ciepła jest elementem systemu stosowanym w zakładach użyteczności publicznej, przemyśle spożywczym, metalurgicznym i naftowym i gazowym, a także w przemyśle stoczniowym. Przewaga zalet nad wadami wskazuje na ich skuteczne zastosowanie. Po prawidłowym określeniu parametrów technicznych i zadań urządzenia można zainstalować system grzewczy w domu, korzystając z rysunków i schematów połączeń wymiennika ciepła dostępnych w Internecie.