Un schimbător de căldură cu plăci este un tip de schimbător de căldură recuperativ, al cărui principiu se bazează pe conversia și transferul de energie termică de la un mediu la altul, prin plăci de contact. Adunate într-un singur pachet, ele formează un fel de canale prin care se mișcă lichidul de răcire. Parametrii și dimensiunile dispozitivului sunt indicate de standardele GOST 15518-83.
Soiuri de schimbătoare de căldură
În funcție de gradul de accesibilitate la serviciu și inspecție, schimbătoarele de căldură sunt împărțite în mai multe tipuri:
- rabatabil
- cositorite
- sudate
- semi-sudate.
rabatabil
Dispozitive de acest tip sunt asamblate și dezasamblate pentru întreținere, inspecție și reparații periodice. Procesul de transfer de căldură se realizează cu ajutorul plăcilor care alternează între ele, formând două contururi de mișcare. Aceasta elimină amestecarea energiei termice între cele două fluxuri. Toate plăcile sunt separate prin garnituri de cauciuc.
alămite
Dispozitivele de acest tip nu sunt dezasamblate, spre deosebire de tipul considerat anterior și toate plăcile sunt lipite împreună. Avantajul unor astfel de dispozitive este considerat cost accesibil și dimensiuni mici. Domeniul principal de aplicare îl reprezintă cazanele menajere și alte sisteme de încălzire.
sudate
Unitățile din această clasă constau în plăci sudate împreună fără garnituri de cauciuc. Fluxul de căldură se deplasează prin două canale: unul de-a lungul ondulatului, al doilea prin tubular. Printre dezavantaje se numără costul ridicat al dispozitivului și dimensiunea acestuia. Lichidele de răcire din această clasă sunt utilizate la scară industrială.
Semi-sudate
Un design format din plăci care sunt instalate într-o manieră combinată. Garniturile sunt amplasate pe partea exterioară a plăcilor sudate în perechi. Un astfel de echipament permite utilizarea sa în medii extrem de agresive sau în sisteme de răcire.
-
- Demontabil
-
- sudate
-
- alămite
-
- Semi-sudate
Avantaje și dezavantaje
Printre aspectele pozitive ale utilizării unor astfel de unități se pot identifica:
- lipsa costurilor mari de producție și investiții;
- eficiența alimentării cu căldură;
- dimensiuni mici;
- capacitate de auto-curățare datorită debitului turbulent ridicat;
- prin creșterea numărului de plăci, se poate obține o creștere a eficienței;
- fiabilitate;
- ușurință de întreținere și spălare;
- greutate ușoară;
- ușurință de instalare;
- contaminare minimă a suprafeței;
- excluderea completă a amestecării diferitelor tipuri de lichid de răcire, datorită unui sistem special de etanșare;
- rezistență la coroziune;
- eficiență ridicată asigură o suprafață minimă de schimb de căldură;
- posibilitatea reducerii la minimum a pierderilor de presiune prin utilizarea plăcilor cu diferite tipuri de profile;
- reglarea temperaturii.
Dezavantajele schimbătorilor de căldură cu plăci includ:
- nevoia de împământare;
- exactitate la calitatea lichidului de răcire.
Un număr mare de avantaje permite utilizarea schimbătorilor de căldură în sectorul intern și industrial. Solicitarea lichidului de răcire nu este mai probabil un dezavantaj, ci necesitatea de a preveni frecvența înlocuirii plăcilor uzate.
Schimbătoare de căldură pentru plăci de dispozitiv
Schimbătorul de căldură cu plăci este utilizat pe scară largă pentru schimbul de căldură în vapori sau lichide și acționează ca un răcitor, încălzitor sau condensator. Este format din mai multe componente:
- placă mobilă;
- placă fixă;
- duze, cu flanșă filetată și conexiune sudată;
- un set de plăci fixate împreună;
- ghidaj inferior și superior;
- suport filetat pentru montare și știfturi.
Între plăci sunt garnituri de cauciuc. Mișcarea energiei termice are loc în mai multe moduri:
- flux direct,
- contracurent
- amestecat.
Selecția echipamentelor pentru instalare în sistemul de încălzire și calculul se efectuează folosind un software special dezvoltat special pentru aceste scopuri.
Schema de conexiuni
Pentru conectarea plăcii TO, se folosește un circuit clasic în care tuburile de intrare și de ieșire a lichidului de răcire sunt amplasate pe panoul frontal. Cel mai adesea, aceste deschideri sunt poziționate astfel încât să ofere un contraflux de energie termică și să prevină amestecarea fluxului cald și rece.
A doua opțiune pentru conectarea schimbătorului de căldură folosește aceleași duze de intrare și ieșire, care pot fi amplasate nu numai pe panoul frontal, ci și pe spate.
Fluxurile de intrare și ieșire a energiei termice sunt conectate cu conducte cu o flanșă, conexiune filetată sau sudată.
În unele cazuri, nu folosiți duze. Apoi conexiunea are loc prin găurirea unor găuri suplimentare cu fir intern pentru instalarea știfturilor, care vor servi ca un element de fixare pentru lichidul de răcire cu conducta. Ca garnitură, puteți lua o garnitură de cauciuc sau cauciuc termorezistent.
Reguli de selecție
Alegerea echipamentului depinde de mai mulți parametri, fiecare dintre ei fiind calculat individual, în funcție de locul în care va fi instalat schimbătorul de căldură.
Când selectați un model, trebuie să determinați următoarele puncte:
- tipul de mediu (abur, apă etc.);
- indicatori de temperatură la intrarea și ieșirea lichidului de răcire;
- pierderea de presiune admisă;
- temperatura maximă
- presiune maximă în interiorul dispozitivului;
- sarcină termică pe echipament.
După obținerea datelor cu privire la acești parametri, este necesar să se calculeze indicatorii sistemului de schimb de căldură. Apoi puteți începe să alegeți un model, pe baza indicatorilor disponibili de putere, debitul de apă, diametrul și zona de transfer de căldură.
Principiul de funcționare
Principiul funcționării schimbătorului de căldură nu poate fi numit simplu. Plăcile sunt montate la un unghi de 180 de grade una față de cealaltă. De obicei, acesta este un vârf de două perechi de plăci care asigură intrarea și ieșirea energiei termice. Perechea extremă nu este implicată în procesul de transfer de căldură.
În funcție de caracteristicile de proiectare, schimbătoarele de căldură sunt de obicei împărțite în trei tipuri:
- un singur circuit,
- mai multe circuite
- două sensuri.
Circulația energiei termice într-un dispozitiv cu un singur circuit se realizează permanent, de-a lungul întregului circuit și într-o singură direcție, cu un contraflux simultan al lichidului de răcire.
Mișcarea purtătorului termic în echipamentele cu mai multe circuite are loc în diferite direcții. Astfel de dispozitive sunt utilizate numai dacă există o ușoară diferență de temperatură în debitul de retur și intrare.
Mișcarea energiei termice în dispozitivele cu două sensuri are loc de-a lungul a două circuite independente, supuse monitorizării constante a alimentării cu căldură.
Există un alt tip de dispozitiv - un schimbător de căldură cu plăci de aburi, care este responsabil de încălzirea apei sau a altor lichide din sistemul de încălzire. Principiul de funcționare al acestui dispozitiv nu este diferit de modelele standard de agregate de plăci.
Placi schimbătoare de căldură
Materialul pentru plăci este de oțel, grosimea de 1 mm. Pentru a turbuliza curgerea lichidului de răcire și a crește zona de transfer de căldură, partea de curgere a plăcilor este formată cu nervuri sau sub formă de ondulare.
Dacă priviți în secțiune transversală, suprafața ondulată are profilul unui triunghi echilateral. Rezistența și debitul depind de gradul unghiului în care se află ondularea. Cu cât este mai ascuțită, cu atât rezistența este mai mică și cu atât viteza de răcire este mai mare.
În plus față de oțel, alte aliaje sunt utilizate și pentru fabricarea plăcilor pentru schimbătorul de căldură, în funcție de locul în care va funcționa dispozitivul.
Domenii de aplicare
Fiecare tip de schimbător de căldură are propriul său domeniu de aplicare.
Schimbătoarele de căldură pliabilă sunt utilizate în mod obișnuit:
- pentru instalarea rețelelor de încălzire;
- la frigidere;
- în bazine etc.
Se folosesc dispozitive soldate:
- în congelatoare;
- în sisteme de climatizare;
- în sisteme de ventilație;
- în instalațiile compresorului.
Dispozitivele sudate și semi-sudate și-au găsit aplicația:
- în sistemele de climatizare și ventilație;
- în industria farmaceutică;
- în industria alimentară;
- în sisteme de încălzire și alimentare cu apă caldă;
- în pompe de circulație etc.
În uz casnic, cel mai adesea tip de schimbător de căldură lipit. El este responsabil pentru răcirea sau încălzirea energiei termice.
Un schimbător de căldură este un element al sistemului utilizat în utilitățile publice, industria alimentară, metalurgia și industria de petrol și gaze, precum și în construcțiile navale. Predominanța avantajelor față de dezavantaje indică aplicarea sa eficientă. După ce au determinat corect caracteristicile și sarcinile tehnice ale dispozitivului, este posibilă efectuarea instalării sistemului de încălzire acasă, folosind desenele și diagramele de cablare ale schimbătorului de căldură, disponibile pe Internet.
