Пластинчатый теплообменник

Пластинчатый теплообменник — компактная теплоэнергетическая установка, обеспечивающая обмен тепловой энергией между различными средами. По характеру взаимодействия фаз он относится к рекуперативному оборудованию поверхностного типа, у которого в качестве теплоносителей применяется газ, вода и ее пары.

Конструкция пластинчатого теплообменника собирается из гофрированных пластин, изготовленных из высоколегированных сплавов методом холодной штамповки. Они набираются в единый пакет и создают щелевые каналы, по которым в принудительном турбулентном потоке независимо движутся две среды (нагреваемая и охлаждающая), одновременно омывающие каждую перегородку с разных сторон.

Подача и отвод носителей осуществляется через порты коллекторов. Для герметичности каждая стенка оснащается фасонным и кольцевым уплотнением. Далее пакет закрывается основной и прижимной плитами, после чего жестко фиксируется стяжными болтами. Пластинчатые теплообменники паяного типа изготавливаются в неразборном корпусе. Таким образом:

• Исключается контакт внешней атмосферы с движущимися в противотоке теплоносителями.
• Обуславливается легкость управления и равномерность теплопередачи.
• Обеспечивается высокий КПД и предельная компактность.
• Значительный эксплуатационный ресурс.

Пластины могут быть толщиной от 0.4 ÷ 1,0 мм и иметь индивидуальный профиль гофры. Наиболее распространен V-образный способ создания оребрения. Ведущие лидеры, такие как шведская группа компаний Alfa Laval и российский производитель «Теплотекс АПВ», используют пластины с оригинальным запатентованным штампом, который обуславливает образование требуемой турбулентности носителей и наибольшую теплоотдачу.

В роли материала прокладок применяют этилен-пропиленовый или фторовый каучуки, обладающие отличной эластичностью, механической прочностью и износостойкостью. Поэтому прежде чем купить пластинчатый теплообменник, следует понять, что только высокотехнологичное производство обеспечивает безупречную чистоту поверхности и равномерность толщины пластин, так как именно эти факторы определяют степень долговечности и функциональности агрегата.

Основные виды

Пластинчатые теплообменные аппараты классифицируются по технологии изготовления и по особенностям движения потоков.

В первом случае их разделяют на:

• Паяные. Они отличаются монолитным корпусом и характеризуются малым внутренним объемом и способностью успешно противостоять перепадам давления.
• Полусварные. Предназначены для промышленного использования с присутствием одной агрессивной среды, в частности фреонов, или при повышенном уровне как температуры, так и давления. Систематически требуется промывка рекуператоров данного типа в силу специфики конструкции пластинчатых теплообменников.
• Разборные. Эти модели полностью ремонтопригодны, пригодны для бытового и профессионального применения. Позволяют адаптировать технические характеристики при изменении нагрузки.

По назначению и компоновке представлены следующие виды:

• Одноходовые. Их можно сразу определить по одностороннему нахождению патрубков, так как перемещение потоков идет в одном направлении, а противоток создается путем антагонистического расположения портов подачи.
• Двухходовые. Компилируются из 2-х одноходовых блоков, и соответственно обладает двумя фронтальными головными панелями, оснащенными присоединительными штуцерами. За счет эффективности и небольших размеров это оптимальный по принципу работы теплообменник для горячего водоснабжения.
• Многоконтурные. Получили распространение только для специализированных технологических процессов со сложной схемой вариации тепловых режимов.

Области применения

В мире теплоэнергетики пластинчатый теплообменный аппарат совершил инновационный прорыв и мгновенно вытеснил с рынка громоздкие и менее эффективные аналоги.

Рекуперативные процессы теплообмена – неотъемлемые технологические циклы в коммунальной и в производственной сфере.

Применение пластинчатых теплообменников возможно классифицировать по следующим категориям:

• В системах охлаждения оборудования в машиностроительной и судостроительной отраслях, в металлообработке и легкой промышленности.
• На объектах коммунального теплоснабжения, ГВС и кондиционирования.
• В составе комплексов по выпуску пищевой и химической продукции.

Чтобы правильно сделать выбор, потребуется произвести расчет на прочность и проектную мощность в зависимости от принципа действия пластинчатого теплообменника. Общие алгоритмы дают ощутимую погрешность, так как ввиду конструктивных особенностей необходимо вводить многочисленные коэффициенты.