Что такое пластинчатый теплообменник и принцип его работы

Пластинчатый теплообменник – устройство для передачи тепла от горячей к холодной (нагреваемой) среде через стенки пластин различной конфигурации. Применяется в энергетике, отопительных системах, пищевой промышленности, металлургии и других сферах.

Пластинчатый теплообменник Ридан из каталога https://www.teploprofi.com/catalogue/cat/teploobmenniki-plastinchatie-ridan/

Конструктивные особенности

Основные элементы оборудования:

1. Рама из 4 угловых стоек.
2. Боковые панели с патрубками для ввода и вывода сырья и теплоносителя.
3. Неподвижная передняя (верхняя) прижимная плита – одна из основных частей конструкции.
4. Пакет пластин – рабочий узел, создающий внутренний контур и отвечающий за обмен тепловой энергией.
5. Несущая база – внутренняя балка, к которой крепятся пластины.
6. Подвижная плита. Она прижимает все элементы к неподвижной плите.
7. Опорная станина – часть конструкции, расположенная вертикально. К ней крепятся несущие балки.

Между верхней, нижней плитой и пластинами прокладывают 2 уплотняющих листа для снижения силы трения и уменьшения риска появления коррозии на элементах теплообменника.

Как работают пластинчатые теплообменники

Все подвиды устройств работают по единому принципу:

• На выходы технического устройства подаются теплоносители.
• Горячая и холодная среда перемещаются по внутреннему контуру из пакета пластин.
• В ходе перекрестного движения по каждому ходу носитель тепла отдает часть через поверхность пластин к холодной среде, нагревая ее.
• На выходе среды с измененной температурой поступают в нужную систему отопления или охлаждения.

Процесс теплообмена происходит быстро благодаря конструктивным особенностям. Рабочие среды идут по извилистым линиям, создавая эффект турбулизации (образование множество вихрей с различными термодинамическими свойствами).

Разновидности пластинчатых устройств

По конструктивным признакам выделяют 4 типа агрегатов: разборные, паяные, сварные и полусварные.

Разборные

Устройства можно разобрать для быстрого и качественного технического обслуживания, ремонта, промывки.

Герметичность конструкции обеспечивают специальные прокладки из графитовых, композитных, тефлоновых и других подходящих материалов.

Паяные

Все пластины в аппарате спаяны. Разобрать такие приборы невозможно.

Пайка элементов на производстве выполняется при помощи никеля или меди. По этому параметру паяные теплообменники делятся на никельпаяные и меднопаяные. Первые способны работать с более агрессивными средами.

Стоимость паяных теплообменников ниже, чем разборных, поэтому они чаще устанавливаются в бытовые нагревательные системы.

Полусварные

Выполнены комбинированным способом, при котором пластины попарно сварены между собой, а затем скреплены с другими парами при помощи уплотнения.

Нагревать полусварные модели могут и агрессивные среды или работать в системе кондиционирования, охлаждения, так как сварка исключает утечку фреона или другого реагента.

Сварные

Все элементы конструкции приварены друг к другу без дополнительных уплотнителей. Один поток теплоносителя идет по специальным гофрированным каналам, второй – по трубчатым.

Цельные модели применяются в технологических процессах с предельной температурой до 900°С, давлением до 100 бар, или с очень агрессивными средами, где недопустимо появление каких-либо утечек.

Сферы применения

В зависимости от вида и конструктивных особенностей теплообменники применяются для нагрева воды, реагентов, газообразных сред.

Основные области применения:

• ГВС жилых, промышленных, общественных зданий и любых других объектов. Теплообменники передают тепло от котлового теплоносителя к нагреваемому, так холодная вода нагревается до оптимальных показателей в 60°С.
• Отопительные системы. С трубчатыми теплообменниками создают теплые полы, радиаторное и воздушное отопление. Любой из теплоносителей попадает в пластины устройства и нагревает холодную среду до нужной температуры.
• Принудительный нагрев бассейна до оптимальных 25°С. Для акваторий с морской водой используют теплообменники из титана, для пресной – из нержавеющей стали.
• Кондиционирование. Устройства выступают в роле испарителей или конденсаторов в зависимости от решаемых задач. Подходят для работы со средой фреон-вода или вода-вода.
• Пищевая промышленность. Устройства в «пищевом исполнении» из нержавеющей стали AISI 316 подходят для нагрева любых пищевых сред. Часто приборы монтируют в пивоварнях, чтобы охладить пивное сусло.
• Промышленные предприятия в пароводяных системах. На предприятиях нередко стоит паровой котел для выработки пара в нужном объеме. Часть этого пара можно использовать в роли греющей среды и нагреть ей техническую воду в системе отопления или питьевую в горячем водоснабжении.

Допустимо использовать пластинчатые теплообменники в нестандартных условиях для особых сред, но только изготовленные по специальному техническому заданию, где указаны все условия эксплуатации оборудования. К примеру, когда требуется охлаждение диэлектрической жидкости или утилизация тепла от солнечных батарей.

Выполнять разработку, сертификацию и производство специализированных теплообменников могут только компании, прошедшие аккредитацию на выполнение данных работ.

Особенности выбора оборудования

Выбираются пластинчатые теплообменники по характеристикам:

1. До какой температуры нужно нагреть среду.
2. Предельная температура носителя тепла.
3. Предельное давление в системе.
4. Средний и максимальный расход теплоносителя.
5. Максимальный расход нагретой среды.

Все технические параметры обязательно указываются в паспорте к каждой модели оборудования. Рассчитать параметры подходящего теплообменника может только специалист.