Un intercanviador de calor per plaques és un tipus d’intercanviador de calor recuperatiu, el principi del qual es basa en la conversió i la transferència d’energia tèrmica d’un medi a un altre, mitjançant plaques de contacte. Recollits en un sol paquet, formen una mena de canals pels quals es mou el refrigerant. Els paràmetres i les dimensions del dispositiu estan indicats pels estàndards de GOST 15518-83.
Varietats d’intercanviadors de calor
Segons el grau d’accessibilitat al servei i la inspecció, els intercanviadors de calor es divideixen en diversos tipus:
- plegable
- soldada
- soldada
- semisoldat.
Collapsible
Es munten i desmunten dispositius d'aquest tipus per a manteniment, inspecció i reparació periòdica. El procés de transferència de calor es realitza mitjançant plaques que s’alternen entre si, formant dos contorns de moviment. Això elimina la barreja d’energia tèrmica entre els dos fluxos. Totes les plaques estan separades per juntes de goma.
Soldat
No es desmunten dispositius d’aquest tipus, a diferència del tipus anteriorment considerat, i totes les plaques es solden juntes. L'avantatge d'aquests dispositius es considera un cost assequible i petites dimensions. El principal camp d'aplicació són les calderes de gas domèstiques i altres sistemes de calefacció.
Soldada
Les unitats d’aquesta classe consisteixen en plaques soldades entre si sense juntes de goma. El flux de calor es mou a través de dos canals: un al llarg del corrugat, el segon a través del tubular. Entre els inconvenients es troba l’elevat cost del dispositiu i la seva mida. S'utilitzen refrigerants d'aquesta classe a escala industrial.
Semisoldat
Disseny format per plaques instal·lades de manera combinada. Els segells es troben a la part exterior de les plaques soldades en parella. Aquest equipament permet el seu ús en entorns extremadament agressius o en sistemes de refrigeració.
-
- Desmontable
-
- Soldada
-
- Soldat
-
- Semisoldat
Avantatges i inconvenients
Entre els aspectes positius de l’ús d’aquestes unitats es poden identificar:
- manca de grans costos de producció i inversió;
- eficiència en el subministrament de calor;
- mides petites;
- capacitat d’auto-neteja a causa d’un flux turbulent elevat;
- augmentant el nombre de plaques és possible obtenir un augment de l’eficiència;
- fiabilitat;
- facilitat de manteniment i de rentat;
- pes lleuger;
- facilitat d’instal·lació;
- contaminació superficial mínima;
- l'exclusió completa de barrejar diferents tipus de refrigerant, gràcies a un sistema especial de segellat;
- resistència a la corrosió;
- l'alta eficiència garanteix una superfície mínima d'intercanvi de calor;
- la possibilitat de reduir les pèrdues de pressió al mínim mitjançant plaques amb diferents tipus de perfils;
- ajust de temperatura.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor de plaques són:
- la necessitat de posada a terra;
- exactitud de la qualitat del refrigerant.
Una gran quantitat d’avantatges permet l’ús d’intercanviadors de calor en el sector domèstic i industrial. L'exigència del refrigerant no és un desavantatge, sinó que cal evitar la freqüència de substitució de les plaques gastades.
Intercanviadors de calor de les plaques dels dispositius
L’intercanviador de calor de plaques s’utilitza àmpliament per a l’intercanvi de calor en vapors o líquids i actua com a refrigerador, escalfador o condensador. Consta de diversos components:
- placa mòbil;
- placa fixa;
- broquets, amb brida roscada i connexió soldada;
- un conjunt de plaques unides;
- guia inferior i superior;
- suport roscat per a muntatge i espatlles.
Entre les plaques hi ha segells de goma. El moviment de l’energia tèrmica es produeix de diverses maneres:
- flux directe,
- contracorrent
- mixt.
La selecció d'equips per a la instal·lació al sistema de calefacció i el càlcul es realitzen mitjançant programes especials desenvolupats específicament per a aquests propòsits.
Diagrama de cablejat
Per connectar la placa TO, s’utilitza un circuit clàssic en el qual es troben els tubs d’entrada i sortida del refrigerant al plafó frontal. Moltes vegades, aquestes obertures es posicionen de tal manera que proporcionen un contraflux d’energia tèrmica i per evitar la barreja de flux calent i fred.
La segona opció per connectar l’intercanviador de calor utilitza les mateixes broquetes d’entrada i sortida, que es poden situar no només al panell frontal, sinó també a la part posterior.
Els fluxos d’entrada i sortida d’energia tèrmica es connecten mitjançant canonades amb una connexió brida, roscada o soldada.
En alguns casos, no utilitzeu brocs. A continuació, la connexió es produeix forant forats addicionals amb rosca interna per a la instal·lació de tacs, que serviran de fixador per al refrigerant amb la canonada. Com a junta, podeu prendre un cautxú o cautxú resistent al calor.
Normes de selecció
L’elecció de l’equip depèn de diversos paràmetres, cadascun dels quals es calcula individualment, segons on s’instal·larà l’intercanviador de calor.
Quan seleccioneu un model, heu de determinar els punts següents:
- tipus de medi (vapor, aigua, etc.);
- indicadors de temperatura a l’entrada i sortida del refrigerant;
- pèrdua de pressió admissible;
- temperatura màxima
- pressió màxima a l’interior del dispositiu;
- càrrega tèrmica de l'equip.
Després d’obtenir dades sobre aquests paràmetres, cal calcular els indicadors del sistema d’intercanvi de calor. A continuació, podeu començar a triar un model, en funció dels indicadors disponibles de potència, cabal d’aigua, diàmetre i àrea de transferència de calor.
Principi de funcionament
El principi de funcionament de l'intercanviador de calor de plaques no es pot dir simple. Les plaques es munten a un angle de 180 graus les unes amb les altres. Normalment es tracta d’una espiga de dos parells de plaques que proporcionen entrada i sortida d’energia tèrmica. La parella extrema no està implicada en el procés de transferència de calor.
Segons les característiques del disseny, els intercanviadors de calor es divideixen generalment en tres tipus:
- d’un sol circuit,
- multi-circuit
- bidireccional
La circulació d’energia tèrmica en un dispositiu d’un sol circuit es realitza de manera permanent, al llarg de tot el circuit i en una direcció, amb un contraflux simultani del refrigerant.
El moviment del portador tèrmic en equips de múltiples circuits es produeix en diverses direccions. Aquests dispositius s'utilitzen només si hi ha una lleugera diferència de temperatura en el flux de retorn i entrada.
El moviment de l’energia tèrmica en dispositius bidireccionals es produeix al llarg de dos circuits independents, sotmesos a un control constant del subministrament de calor.
Hi ha un altre tipus d’aparell: un intercanviador de calor de plaques de vapor, que s’encarrega de escalfar aigua o un altre líquid al sistema de calefacció. El principi de funcionament d’aquest dispositiu no difereix dels models estàndard d’agregats de plaques.
Plaques d’intercanviador de calor de plaques
El material per a les plaques és d’acer, d’1 mm de gruix. Per tal de turbulitzar el flux de refrigerant i augmentar l'àrea de transferència de calor, la part de flux de les plaques es forma nervada o en forma de corrugada.
Si mireu la secció transversal, la superfície corrugada té el perfil d’un triangle equilàter. La resistència i el cabal depenen del grau de l’angle en què es troba la corrugada. Com més nítida sigui, més baixa és la resistència i més alta serà la velocitat del refrigerant.
A més de l’acer, també s’utilitzen altres aliatges per fabricar plaques d’intercanviador de calor, segons on funcionarà el dispositiu.
Camps d'aplicació
Cada tipus d’intercanviador de calor té el seu propi camp d’aplicació.
Els intercanviadors de calor col·lapsibles s’utilitzen habitualment:
- per instal·lació de xarxes de calefacció;
- en refrigeradors;
- a piscines, etc.
S'utilitzen dispositius soldats:
- en congeladors;
- en sistemes de climatització;
- en sistemes de ventilació;
- en instal·lacions de compressors.
Els dispositius soldats i semi-soldats han trobat la seva aplicació:
- en sistemes de climatització i ventilació;
- a la indústria farmacèutica;
- a la indústria alimentària;
- en sistemes de calefacció i subministrament d'aigua calenta;
- en bombes de circulació, etc.
En l’ús domèstic, l’intercanviador de calor més sovint soldat. És el responsable de refrigerar o escalfar l’energia tèrmica.
Un intercanviador de calor és un element del sistema utilitzat a les indústries públiques, alimentàries, metal·lúrgiques i de petroli i gas, així com a la construcció naval. El predomini d’avantatges sobre desavantatges indica la seva aplicació efectiva. Després d’haver determinat correctament les característiques tècniques i les tasques del dispositiu, és possible dur a terme la instal·lació del sistema de calefacció a casa, mitjançant els dibuixos i els esquemes de cablejat de l’intercanviador de calor, disponibles a Internet.
