Плочният топлообменник е вид рекуперативен топлообменник, чийто принцип се основава на преобразуването и движението на топлинната енергия от една среда в друга, посредством контактни плочи. Събрани в един пакет, те образуват вид канали, през които се движи охлаждащата течност. Параметрите и размерите на устройството са посочени от стандартите на GOST 15518-83.
Видове топлообменници
В зависимост от степента на достъпност за поддръжка и инспекция, топлообменниците са разделени на няколко вида:
- сгъваем,
- споен,
- заварени,
- полузаварени.
Сгъваем
Апарати от този тип се сглобяват и разглобяват за периодична поддръжка, проверка и ремонт. Процесът на пренос на топлина се извършва с помощта на плочи, които се редуват помежду си, образувайки две вериги за движение. Това елиминира смесването на топлинната енергия между двата потока. Всички плочи са разделени с гумени дистанционни елементи.
Припоен
Устройствата от този тип не се разглобяват, за разлика от преди разглеждания тип, и всички плочи са споени заедно. Предимствата на такива устройства се считат за достъпна цена и малки размери. Основната област на приложение са битовите газови котли и други отоплителни системи.
Заварени
Агрегатите от този клас се състоят от плочи, заварени заедно без гумени уплътнения. Движението на топлинния поток се осъществява през два канала: единият по гофрирания, вторият по тръбния. Сред недостатъците са високата цена на устройството и неговият размер. Топлоносителите от този клас се използват в индустриален мащаб.
Полузаварени
Конструкция, състояща се от плочи, които са инсталирани по комбиниран начин. Уплътненията са разположени от външната страна на заварените плочи по двойки. Такова оборудване прави възможно използването му в изключително агресивна среда или в охладителни системи.
Предимства и недостатъци
Сред положителните аспекти на използването на такива единици са:
- липса на големи производствени и инвестиционни разходи;
- ефективност на топлоснабдяването;
- малък размер;
- способност за самопочистване поради висок турбулентен поток;
- поради увеличаването на броя на плочите е възможно да се постигне увеличаване на ефективността;
- надеждност;
- лекота на поддръжка и промиване;
- леко тегло;
- лекота на монтаж;
- минимално замърсяване на повърхността;
- пълно елиминиране на смесването на различни видове охлаждаща течност, благодарение на специална уплътняваща система;
- устойчивост на корозия;
- висока ефективност осигурява минимална топлообменна повърхност;
- способността да се намалят загубите на налягане до минимум чрез използване на плочи с различни видове профили;
- регулиране на температурата.
Недостатъците на пластинчатите топлообменници включват:
- необходимостта от заземяване;
- взискателност към качеството на охлаждащата течност.
Голям брой предимства позволява използването на топлообменници в битовия и индустриалния сегмент.Изискването към охлаждащата течност вероятно не е недостатък, а необходимост, за да се предотврати честотата на подмяна на плочи, които са станали неизползваеми.
Плоча топлообменник устройство
Плочата топлообменник се използва широко за топлообмен на пари или течности и действа като охладител, подгревател или кондензатор. Състои се от няколко компонента:
- подвижна плоча;
- фиксирана плоча;
- разклонителни тръби с резбован фланец и заварена връзка;
- набор от плочи, закрепени заедно;
- долни и горни водачи;
- резбова стойка за закрепване и шипове.
Гумените уплътнения са разположени между плочите. Движението на топлинната енергия се извършва по няколко схеми:
- директен поток,
- противоток,
- смесени.
Изборът на оборудване за монтаж в отоплителната система и изчислението се извършват с помощта на специален софтуер, разработен специално за тези цели.
Схема на свързване
За свързване на плочата TO се използва класическа схема, при която са включени входните и изходните тръби на охлаждащата течност, разположени на предния панел. Най-често тези отвори са разположени по такъв начин, че да осигурят противопоток на топлинна енергия и да предотвратят смесването на топли и студени потоци.
Вторият вариант за свързване на топлообменника използва същите дюзи за вход и изход, които могат да бъдат разположени не само на предния панел, но и отзад.
Свързването на входните и изходните потоци топлинна енергия се осъществява посредством дюзи, с фланец, резбова или заварена връзка.
В някои случаи не се използват разклонителни тръби. След това свързването става чрез пробиване на допълнителни отвори с вътрешна резба за монтиране на шипове, които ще служат като закрепване на охлаждащата течност към тръбопровода. Като уплътнение можете да вземете термоустойчива гума или гумено уплътнение.
Правила за подбор
Изборът на оборудване зависи от няколко параметъра, всеки от които се изчислява индивидуално, в зависимост от това къде ще бъде инсталиран топлообменника.
Когато избирате модел, трябва да определите следните точки:
- тип среда (пара, вода и др.);
- температурни индикатори на входа и изхода на охлаждащата течност;
- допустима загуба на налягане;
- индикатори за максимална температура;
- максимално налягане вътре в устройството;
- термично натоварване на оборудването.
След получаване на данни за тези параметри е необходимо да се изчислят показателите на топлообменната система. След това можете да започнете да избирате модел въз основа на наличните показатели за мощност, дебит на водата, диаметър и площ на топлообмен.
Принцип на действие
Принципът на действие на плоча топлообменник не може да се нарече прост. Плочите се монтират под ъгъл от 180 градуса един спрямо друг. Обикновено това е запояване на две двойки плочи, които осигуряват вход и изход на топлинна енергия. Екстремната двойка не участва в процеса на пренос на топлина.
В зависимост от конструктивните характеристики, топлообменниците обикновено се разделят на три вида:
- едно верига,
- много верига,
- двупосочен.
Циркулацията на топлинната енергия в едноконтурно устройство се осъществява постоянно, по цялата верига и в една посока, с едновременно протичане на охлаждащата течност.
Движението на топлоносителя в многоконтурното оборудване се случва в различни посоки. Такива устройства се използват само ако има малка температурна разлика във връщащия и входящия поток.
Движението на топлинна енергия в двупосочни устройства се извършва по две независими вериги, подлежащи на постоянен контрол върху топлоснабдяването.
Има и друг тип устройства - топлообменник с парна плоча, който е отговорен за нагряване на вода или друга течност в отоплителната система. Принципът на действие на това устройство не се различава от стандартните модели плочи агрегати.
Плочи за плоча топлообменник
Като материал за плочите се използва стомана с дебелина 1 мм. За да турбулизира потока на охлаждащата течност и да увеличи площта на топлообмен, поточната част на плочите е оребрена или гофрирана.
Когато се гледа в разрез, гофрираната повърхност има равностранен триъгълен профил. Съпротивлението и дебитът зависят от степента на ъгъла, под който се намира гофрирането. Колкото по-рязко е, толкова по-ниско е съпротивлението и толкова по-висока е скоростта на охлаждащата течност.
В допълнение към стоманата се използват и други сплави за производството на топлообменни плочи, в зависимост от това къде ще работи устройството.
Приложения
Всеки тип топлообменник има своя собствена област на приложение.
Обикновено се използват уплътнени топлообменници:
- за инсталиране на отоплителни мрежи;
- в хладилни камери;
- в басейни и др.
Използват се запоени устройства:
- във фризери;
- в климатични системи;
- във вентилационни системи;
- в компресорни инсталации.
Заварените и полузаварените устройства намериха своето приложение:
- в системите за контрол на климата и вентилация;
- във фармацевтичната индустрия;
- в хранителната индустрия;
- в отоплителни системи и водоснабдяване с топла вода;
- в циркулационни помпи и др.
При битовата употреба най-често се среща споен тип топлообменник. Той е отговорен за охлаждането или отоплението на топлинната енергия.
Топлообменникът е системен елемент, използван в комуналната, хранителната, металургичната и петролната и газовата промишленост, както и в корабостроенето. Преобладаването на предимствата пред недостатъците показва ефективното му използване. След като правилно сте идентифицирали техническите характеристики и задачите на устройството, можете да инсталирате отоплителната система у дома, като използвате чертежите и схемите за свързване на топлообменника, които са публично достъпни в Интернет.
