Пластинчатый теплообменник: виды, устройство и принцип работы

Сейчас мы с вами разберемся что такое пластинчатый теплообменник, каких видов он бывает и посмотрим на принцип его работы, чтобы провести расчеты параметров.

Многие городские жители ни разу не задумывались, откуда берётся горячая вода и центральное отопление в их домах. Тепло в квартиры поступает либо же из центрального теплопункта, либо от котельной, в которых холодная вода нагревается при прохождении через теплообменник. Об этом и пойдёт речь далее.

Теплообменники бывают двух видов:

• кожухотрубные;
• пластинчатые.

Пластинчатый теплообменник

Кожухотрубные теплообменники постепенно уходят в прошлое. В этих конструкциях среды движутся друг к другу по трубкам,которые помещены одна в другую.

Они функционируют отлично, хоть и значительных размеров, но всё же не могут расходовать много нагреваемой воды. В статье описан второй вид – пластинчатые теплообменники для отопления.

В настоящее время существует и кожухопластинчатый теплообменник, который сочетает в себе положительные характеристики двух вышеперечисленных видов теплообменников.

Устройство, в котором происходит тепловой обмен между двумя теплоносителями с различными температурами.

Теплообменник

Пластинчатый теплообменник может «питаться» как паром, так и газами, различными жидкостями. Его функция – подогревать либо охлаждать среду.

Устройство, технические характеристики и принцип работы

Пластинчатый теплообменник состоит из следующих элементов:

1. Недвижимая плита.
2. Подвижная плита.
3. Патрубки с резьбовым соединением, фланцевым соединением и приваренным соединением.
4. Пакет скрепленных герметично пластин.
5. Направляющая нижняя и верхняя.
6. Резьбовые стойки для крепления, шпильки для крепления.

Устройство пластинчатого теплообменника

Пластины теплообменника штампуются из тонких листов стали толщиной до 1,0 мм. Проточную часть пластин делают ребристой или гофрированной (для турбулизации потока и увеличения поверхности теплообмена). Могут изготавливаться из стали, меди, графита, гофрированного титана. Смотря где будет применяться пластинчатый теплообменник. Сложные сплавы выбираются для противостояния негативному воздействию среды. К примеру, титановые пластины для теплообменников подойдут для судов дальнего плавания (в данном случае среда – морская вода).

К пластинам теплообменника прикрепляются прокладки из резины. Теплоносители двигаются или параллельно пластинам, или через отверстия в другой канал. Работа теплоносителей в ПТО происходит противотоком, прямотоком и по смешанной схеме.

Подбор пластинчатого теплообменника для отопления и его расчёт осуществляется при помощи программного обеспечения, специально подготовленного для этих целей.

Параметрами являются:

• первоначальная температура теплоносителя;
• желаемая температура нагрева жидкости;
• нужный расход нагреваемой среды;
• расход теплоносителя.

Виды и преимущества пластинчатых теплообменников

Различают:

• разборные;
• паяные;
• сварные конструкции теплообменников.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Разборный

К преимуществам разборного пластинчатого теплообменника относят следующие:

Разборный пластинчатый теплообменник

• Теплообменник не требует полной разборки при очистке.
• Он довольно прост в эксплуатации.
• Вес и размеры оборудования намного меньше (чем у кожухотрубных теплообменников), хотя производительность одинакова. Это делает транспортировку и установку конструкции намного легче и проще.
• При всех комплектующих и качественной сборке, аппарат может служить в течение 25 лет. Уплотнители – до 10 лет.
• Данный теплообменник обслуживать дешевле. Затраты на ремонт намного меньше, чем у других видов ПТО.
• Он позволяет наилучшим образом организовать теплосеть жилых домов и предприятий. Так как количество пластин в таком теплообменнике меняется, то в любой момент можно настроить подачу тепла в любые пункты по отдельности.

Паяный

Сильные стороны паяного пластинчатого теплообменника:

Паяный пластинчатый теплообменник

• Цена такого теплообменника в среднем на 40% ниже, чем у других такой же мощности.
• Имеет высокий КПД (высокая теплоотдача, а потери незначительны).
• В нём отсутствуют зажимы и уплотнители. Отсюда небольшой вес и размеры аппарата, что облегчает монтаж.
• Можно его использовать при высоких нагрузках. Он выдерживает температуру примерно 120°С при долговременной эксплуатации.
• Не требует частой очистки.
• Легко обслуживается, а очистка не занимает более двух часов при помощи специальных жидкостей.
• Такой теплообменник возможно изготовить за одни сутки, а лёгкость сборки даёт возможность разрабатывать аппараты больших размеров.

Сварной

Преимущества сварного пластинчатого теплообменника заключены в следующих параметрах:

Сварной пластинчатый теплообменник

• Сварные и полусварные теплообменники справляются с давлением до 4 Мпа.
• А так же с высокой температурой (до 300°С) и разницей выходящих и входящих сред.
• Просты в ремонте и эксплуатации.
• В цельных сварных пластинчатых теплообменниках нет уплотнителей. Поэтому конструкции небольшие и по сравнению с другими имеют малый вес.
• На сварное оборудование не так сильно, как, например, на спаянные элементы, влияет агрессивная среда. Шов в сварных теплообменниках более прочный, что позволяет использовать при очистке кислоты и щёлочи. Едкая среда им не страшна.
• С помощью смены параллельных потоков среды, в данном виде оборудования можно контролировать передачу тепла.

Поэтому нужно правильно подобрать пластинчатый теплообменник, чтобы его работа была эффективной.