Een platenwarmtewisselaar is een type recuperatieve warmtewisselaar, waarvan het principe is gebaseerd op de conversie en overdracht van thermische energie van het ene medium naar het andere via contactplaten. Ze worden verzameld in één bundel en vormen een soort kanalen waardoor de koelvloeistof beweegt. De parameters en afmetingen van het apparaat worden aangegeven door de normen van GOST 15518-83.
Soorten warmtewisselaars
Afhankelijk van de mate van toegankelijkheid voor service en inspectie, zijn warmtewisselaars onderverdeeld in verschillende typen:
- inklapbaar
- gesoldeerd
- gelast
- semi-gelast.
Inklapbaar
Apparaten van dit type worden gemonteerd en gedemonteerd voor periodiek onderhoud, inspectie en reparatie. Het warmteoverdrachtsproces wordt uitgevoerd door middel van platen die elkaar afwisselen en zo twee bewegingscontouren vormen. Dit elimineert het mengen van thermische energie tussen de twee stromen. Alle platen zijn gescheiden door rubberen pakkingen.
Gesoldeerd
Apparaten van dit type worden niet gedemonteerd, in tegenstelling tot het eerder overwogen type, en alle platen worden aan elkaar gesoldeerd. Het voordeel van dergelijke apparaten wordt beschouwd als betaalbare kosten en kleine afmetingen. Het belangrijkste toepassingsgebied zijn gasketels voor huishoudelijk gebruik en andere verwarmingssystemen.
Gelast
Eenheden van deze klasse bestaan uit aan elkaar gelaste platen zonder rubberen afdichtingen. De warmtestroom beweegt door twee kanalen: één langs de golf, de tweede door de buis. Een van de nadelen zijn de hoge kosten van het apparaat en de grootte ervan. Koelmiddelen van deze klasse worden op industriële schaal gebruikt.
Half gelast
Een ontwerp dat bestaat uit platen die gecombineerd worden geïnstalleerd. Afdichtingen bevinden zich aan de buitenkant van de paarsgewijs gelaste platen. Dergelijke apparatuur maakt het gebruik mogelijk in extreem agressieve omgevingen of in koelsystemen.
-
- Demontabel
-
- Gelast
-
- Gesoldeerd
-
- Half gelast
Voor-en nadelen
Onder de positieve aspecten van het gebruik van dergelijke eenheden kunnen worden geïdentificeerd:
- gebrek aan grote productie- en investeringskosten;
- warmte-efficiëntie;
- kleine maten;
- zelfreinigend vermogen door hoge turbulente stroming;
- door het aantal platen te vergroten, is het mogelijk om een verhoging van de efficiëntie te bereiken;
- betrouwbaarheid;
- onderhoudsgemak en spoelen;
- lichtgewicht;
- gemak van installatie;
- minimale oppervlakteverontreiniging;
- de volledige uitsluiting van het mengen van verschillende soorten koelvloeistof dankzij een speciaal afdichtingssysteem;
- weerstand tegen corrosie;
- hoog rendement zorgt voor een minimaal warmtewisselingsoppervlak;
- de mogelijkheid om drukverliezen tot een minimum te beperken door platen met verschillende soorten profielen te gebruiken;
- temperatuur aanpassing.
De nadelen van platenwarmtewisselaars zijn onder meer:
- de noodzaak van aarding;
- nauwkeurigheid van de kwaliteit van het koelmiddel.
Een groot aantal voordelen maakt het gebruik van warmtewisselaars in het huishoudelijke en industriële segment mogelijk. Veeleisend voor het koelmiddel is waarschijnlijk geen nadeel, maar een noodzaak om de frequentie van vervanging van versleten platen te voorkomen.
De platenwarmtewisselaars van het apparaat
De platenwarmtewisselaar wordt veel gebruikt voor warmte-uitwisseling in dampen of vloeistoffen en werkt als koeler, verwarming of condensor. Het bestaat uit verschillende componenten:
- beweegbare plaat;
- vaste plaat;
- nozzles, met schroefdraadflens en lasverbinding;
- een set borden aan elkaar vastgemaakt;
- onderste en bovenste geleider;
- standaard met schroefdraad voor montage en tapeinden.
Tussen de platen zitten rubberen afdichtingen. De beweging van thermische energie vindt op verschillende manieren plaats:
- directe stroom,
- tegenstroom
- gemengd.
De selectie van apparatuur voor installatie in het verwarmingssysteem en de berekening worden uitgevoerd met speciale software die speciaal voor deze doeleinden is ontwikkeld.
Schakelschema
Om plaat TO aan te sluiten, wordt een klassiek circuit gebruikt waarbij de koelmiddelinlaat- en uitlaatpijpen zich op het voorpaneel bevinden. Meestal zijn deze openingen zo geplaatst dat ze een tegenstroom van thermische energie bieden en vermenging van warme en koude stromen voorkomen.
De tweede optie voor het aansluiten van de warmtewisselaar maakt gebruik van dezelfde inlaat- en uitlaatmondstukken, die niet alleen op het voorpaneel, maar ook op de achterkant kunnen worden geplaatst.
De in- en uitgangsstromen van thermische energie worden verbonden door middel van buizen met een flens-, draad- of lasverbinding.
Gebruik in sommige gevallen geen spuitmonden. Vervolgens vindt de verbinding plaats door extra gaten met binnendraad te boren voor de installatie van tapeinden, die zullen dienen als bevestiging voor het koelmiddel met de pijpleiding. Als pakking kunt u een hittebestendige rubberen of rubberen afdichting nemen.
Selectie regels
De keuze van de apparatuur hangt af van verschillende parameters, die elk afzonderlijk worden berekend, afhankelijk van waar de warmtewisselaar wordt geïnstalleerd.
Bij het selecteren van een model moet u de volgende punten bepalen:
- type medium (stoom, water, etc.);
- temperatuurindicatoren bij de inlaat en uitlaat van het koelmiddel;
- toelaatbaar drukverlies;
- maximale temperatuur
- maximale druk in het apparaat;
- thermische belasting van de apparatuur.
Na het verkrijgen van gegevens over deze parameters, moeten de indicatoren van het warmtewisselingssysteem worden berekend. Vervolgens kunt u beginnen met het kiezen van een model op basis van de beschikbare indicatoren voor vermogen, waterstroom, diameter en warmteoverdracht.
Werkingsprincipe
Het werkingsprincipe van de platenwarmtewisselaar is niet eenvoudig te noemen. De platen zijn onder een hoek van 180 graden ten opzichte van elkaar gemonteerd. Meestal is dit een piek van twee paar platen die input en output van thermische energie leveren. Het extreme paar is niet betrokken bij het warmteoverdrachtsproces.
Afhankelijk van de ontwerpkenmerken zijn warmtewisselaars meestal onderverdeeld in drie typen:
- enkel circuit,
- multi-circuit
- tweezijdig.
De circulatie van thermische energie in een apparaat met één circuit wordt permanent uitgevoerd, langs het hele circuit en in één richting, met een gelijktijdige tegenstroom van het koelmiddel.
De beweging van de thermische drager in apparatuur met meerdere circuits vindt plaats in verschillende richtingen. Dergelijke apparaten worden alleen gebruikt als er een klein temperatuurverschil is in de retour- en inlaatstroom.
De beweging van thermische energie in tweerichtingsapparaten vindt plaats langs twee onafhankelijke circuits, onder constante bewaking van de warmtetoevoer.
Er is nog een ander type apparaat: een stoomplatenwarmtewisselaar, die verantwoordelijk is voor het verwarmen van water of andere vloeistoffen in het verwarmingssysteem. Het werkingsprincipe van dit apparaat verschilt niet van standaardmodellen van plaataggregaten.
Platenwarmtewisselaarplaten
Het materiaal voor de platen is staal, 1 mm dik. Om de koelmiddelstroom te turbuliseren en het warmteoverdrachtsgebied te vergroten, wordt het stroomgedeelte van de platen geribbeld of in de vorm van golvingen gevormd.
Als je in doorsnede kijkt, heeft het gegolfde oppervlak het profiel van een gelijkzijdige driehoek. De weerstand en het debiet zijn afhankelijk van de mate van de hoek waaronder de golf zich bevindt. Hoe scherper het is, hoe lager de weerstand en hoe hoger de koelmiddelsnelheid.
Naast staal worden ook andere legeringen gebruikt om de warmtewisselaarplaten te maken, afhankelijk van waar het apparaat zal werken.
Toepassingsgebieden
Elk type warmtewisselaar heeft zijn eigen toepassingsgebied.
Opvouwbare warmtewisselaars worden vaak gebruikt:
- voor installatie van verwarmingsnetten;
- in koelkasten;
- in zwembaden, etc.
Gesoldeerde apparaten worden gebruikt:
- in diepvriezers;
- in airconditioning systemen;
- in ventilatiesystemen;
- in compressorinstallaties.
Gelaste en halfgelaste apparaten hebben hun toepassing gevonden:
- in klimaatbeheersings- en ventilatiesystemen;
- in de farmaceutische industrie;
- in de voedingsindustrie;
- in verwarmingssystemen en warmwatervoorziening;
- in circulatiepompen, etc.
Bij huishoudelijk gebruik het meest gesoldeerde type warmtewisselaar. Hij is verantwoordelijk voor het koelen of verwarmen van thermische energie.
Een warmtewisselaar is een onderdeel van het systeem dat wordt gebruikt in de nutssector, de voedingsmiddelen-, metallurgie-, olie- en gasindustrie, maar ook in de scheepsbouw. Het overwicht van voordelen boven nadelen duidt op de effectieve toepassing ervan. Nadat de technische kenmerken en taken van het apparaat correct zijn bepaald, is het mogelijk om de installatie van het verwarmingssysteem thuis uit te voeren met behulp van de tekeningen en bedradingsschema's van de warmtewisselaar, beschikbaar op internet.
