Пластинчатые теплообменники технические характеристики, действие, размеры, описание

Пластинчатые теплообменники

Теплообменник и его виды

Теплообменник работает как аппарат-посредник между двумя средами, имеющими разную температуру. Существуют устройства регенеративного и рекуперативного типа, отличающиеся принципом работы.

В регенеративных теплообменниках предусмотрена одна рабочая поверхность, с которой по очереди контактируют жидкие среды. Рекуперативные аппараты имеют стенку из теплопроводного материала, которая отделяет движущиеся среды друг от друга. В промышленности получили распространение устройства именно такого типа.

Разновидности рекуперативных теплообменников:

Пластинчатые – сборные модификации из соединенных модульных пластин с бесклеевыми термостойкими прокладками между ними (самый популярный вариант);
Кожухотрубные – сварные или припаянные конструкции из труб, образующих решетку;
Витые – оснащены концентрическими змеевиками, теплоноситель направляется по спиральной трубе и межтрубному пространству;
Спиральные – металлические конструкции, изготавливаются из тонких металлических листов, свернутых в своеобразную спираль;
С водяным или воздушным принципом работы.

Конструкция

К элементам конструкции пластинчатого теплообменника относятся:

две плиты (фиксированная и прижимная);
входные и выходные патрубки с соединениями разных типов;
набор герметично соединенных пластин, направляющих, резьбовых метизов;
подставка для установки в системе теплоснабжения.

Основной рабочий элемент конструкции – пластины из инертных материалов для передачи энергии между теплоносителями. Выполненные методом штамповки, они устойчивы к коррозии и воздействию любых агрессивных сред.

В собранном виде теплообменный аппарат состоит из плотно (герметично) примыкающих друг к другу пластин. На их стыке образуются каналы (щели). Толщина пластин варьируется от 0,4 до 1 мм. Они не отличаются по форме и выполнены из нержавеющей стали, реже из титана и других дорогих сплавов. Требования к материалу определяются задачами, для которых теплообменник предназначен.

В качестве изолирующего материала чаще всего задействуют каучук или полимерные композиты. При выборе следует учитывать жесткость условий эксплуатации, температурный диапазон, тип рабочей среды.

Рекомендуемые виды полимеров в зависимости от характеристик активных сред:

вода и гликоль – EPDM;
масляные и нефтесодержащие теплоносители – Nitril;
высокотемпературная среда, пар – Viton.

Основные виды пластинчатых теплообменников, их предназначение и преимущества:

1. Разборные (конструкция представляет собой пакет пластин и резиновые уплотнители):

низкие затраты на производство и монтаж;
регулируемая, легко настраиваемая производительность;
несложная дешевая эксплуатация, быстрый ремонт;
безотказность, минимальные интервалы простоя;
низкая энергоемкость;
возможность переработки.

Сфера применения пластинчатого теплообменника с разборной конструкцией: системы отопления, бассейны, холодильное и климатическое оборудование, горячее водоснабжение, теплопункты.

2. Паяные (цельная конструкция со спаянными пластинами, без резиновых прокладок):

компактность и низкая стоимость;
оптимальное соотношение производительности и стоимости;
быстрый и дешевый монтаж и сборка;
надежность и безотказность.

Область применения паяных конструкций: холодильные аппараты, компрессоры и турбинные установки, кондиционеры и вентиляторы, промышленные установки разного назначения.

3. Сварные и полусварные (соединенные при помощи сварных швов):

простая компактная конструкция без уплотняющих прокладок;
регулируемый поток;
устойчивость к действию агрессивных сред;
максимальный диапазон температур;
допустимое давление до 4 МПа, температура до 300 °С;
простота монтажа;
устойчивость к абразивным и агрессивным веществам;
надежность и длительный рабочий ресурс.

Сфера применения сварных и полусварных агрегатов: пищевая, химическая и фармацевтическая отрасль, системы кондиционирования и охлаждения, в том числе в промышленности и медицине, работа тепловых насосов и систем горячего водоснабжения.

Пластинчатые теплообменники – технические характеристики

Пластинчатый теплообменник отличается довольно высокими показателями мощности. Режим температуры теплоносителя может достигать 180 градусов. Надежные пластинчатые теплообменники широко применяются в сферах отопления, энергетики, пищевой промышленности, климатическом, холодильном и вентиляционном оборудовании.

Основные характеристики агрегата будут различаться в зависимости от типа конструкции и модели:

Паяные	Разборные	Полусварные	Сварные
Наивысший показатель температуры	220°C	200°C	350°C	900°C
Наивысший показатель давления	25 Бар	25 Бар	55 Бар	100 Бар
Наивысший показатель мощности	5 Мвт	75 Мвт	75 Мвт	100 Мвт
КПД	90%	95%	85%	85%
Гарантийный срок	20 лет	20 лет	10-15 лет	10-15 лет

К стандартным техническим параметрам пластинчатых аппаратов относятся:

Материал пластин – чаще всего листовая тонкая сталь AISI304 или AISI316, титан, сплавы 254 SMO, хастеллой (на основе никеля).
Температурный максимум теплоносителя, на который рассчитаны пластины – 180°C.
Предельное давление среды – 25 кгс/кв.см.
Площадь поверхности теплообмена – 0,1-2100 кв.м.
Количество пластин 7-10 штук и более, зависит от сферы применения.

При выборе конкретной модели целесообразно учитывать условия эксплуатации – для большей мощности требуется больше пластин. Их количество определяет производительность и полезное действие системы теплоподачи или охлаждения.

Технические характеристики герметичных пластинчатых теплообменников MIT

Тип	504	513	514	521	522	617
Ширина, мм	200	360	360	460	460	337
Высота, мм	480	930	930	1090	1090	1047
Глубина, мм	200-400	250-1000	250-1000	250-1500	250-1500	250-1250
Диапазон гор.оси, мм	70	140	140	210	210	150
Диапазон верт.оси, мм	381	640	640	720	720	800
Макс. Раб.давл., бар	20	20	20	20	20	20
Испытательное давл., бар	25	25	25	25	25	25
Вес, кг	23+0.25n	98+0.75n	98+0.75n	225+1.1n	225+1.1n	116+0.91n
Диаметр соединения	1 1/4″ Резьбовое	2″ Резьбовое или фальцевое	2″ Резьбовое или фальцевое	4″ Фальцевое	4″ Фальцевое	2 1/2″ Резьбовое или фальцевое

Более подробную информацию по техническим характеристикам можно узнать в этом каталоге

Технические характеристики сварных пластинчатых теплообменников MIT

Тип	ВЗ-012	ВЗ-014	ВЗ-020	ВЗ-027	ВЗ-030
Ширина, мм	72	77	72	111	95
Высота, мм	186	207	314	311	325
Глубина, (мин-макс)	7+2.3n	7+2.3n	7+2.3n	9+2.4n	9+1.5n
Диапазон гор.оси, мм	40	42	42	50	39
Диапазон верт.оси, мм	154	172	278	250	269
Макс. Раб.давл., бар	30	30	30	30	30
Испытательное давл., бар	45	45	45	45	45
Вес, кг	0.6+0.044n	0.7+0.06n	1.1+0.09n	1.2+0.013n	1+0.09n

Более подробную информацию по техническим характеристикам можно узнать в этом каталоге

Отраслевое применение пластинчатых теплообменников

На коммунальных объектах

Пластинчатые теплообменники помогают решать широкий спектр задач: подогревать воду для горячего водоснабжения, бойлеров и бассейнов, систем вентиляции и теплых полов. Их часто задействуют в составе независимого контура отопительной системы, питающейся от ТЭЦ или ЦТП. При этом температура не должна превышать 180 °C, давление – 16 кПа.

В пищевой промышленности

Теплообменники как элемент охладительного, испарительного и пастеризующего оборудования незаменимы в производстве молочных продуктов, сахара, растительных масел, пива, спирта. Самые востребованные в пищевой промышленности модификации – разборные и паяные.

Металлургия и судостроение

Многие технологические процессы в металлургии связаны с сильным нагреванием конструкций и агрегатов. Теплообменники охлаждают оборудование и рабочие среды, смазку в гидравлике и травильные растворы. В судостроении теплообменники применяют для охлаждения двигателя, в составе отопительной системы и ГВС.

Нефтегазовая отрасль

Теплообменники необходимы, чтобы охлаждать горячие вещества и подогревать жидкости. Они входят в состав сетевых комплексов, систем подготовки воды и аппаратов низкого давления. В нефтегазовом производстве востребованы титановые конструкции с листом до 0,7 мм и уплотнителем из полимеров NBR или «Витон».

Техническое Задание и Опросный лист по отраслям :

ТЗ расчета теплообменника для холодильной промышленности;
ТЗ расчета теплообменника для энергетики и нефтегаза;
ТЗ расчета теплообменника для теплоснабжения и ЖКХ;
ТЗ расчета теплообменника для перерабатывающей промышленности;
ТЗ расчета теплообменника для морского применения;
ТЗ расчета теплообменника для фармацевтики;
ТЗ расчета теплообменника для машиностроения и металлургии;

Технические преимущества конструкции

Если сравнивать технические параметры с кожухотрубными моделями, можно выделить следующие особенности разборных пластинчатых конструкций:

Повышенный индекс теплопередачи (3-5 вместо 1);
Допустимая разность температур рабочих сред всего 1-2% (в кожухотрубных конструкциях 5-10 градусов);
Есть возможность произвольно менять площадь поверхности, просто добавляя и убирая пластины;
При сборке не требуется сварка и вальцовка за счет разборной конструкции;
Более простое обслуживание, осмотр, диагностика неполадок, удобный доступ к внутренним элементам, замена и промывка пластин;
В 8 раз меньше затраты времени на разборку (15 минут вместо 2 часов);
Простая и оперативная замена уплотнителей (клей не используется);
Моментальное обнаружение течи без разборки устройства;
Неподверженность коррозии и нечувствительность к вибрациям;
Ресурс безотказной работы до капитального ремонта 20 лет (кожухотрубные модели требуют ремонта через 5-10 лет);
Пластинчатые агрегаты выигрывают в весе и размерах;
Не требуется теплоизоляция и специальный фундамент.

Принцип работы и устройство пластинчатого теплообменника

В каждой из пластин для теплоносителя и уплотнения предусмотрено по два отверстия:

для подведения и отведения разогретого теплоносителя;
для герметичного соединения пластин и изоляции теплоносителей за счет компактных уплотнителей.

Характерная особенность и преимущество пластинчатого теплообменника в том, что движение теплоносителя сопровождается завихрениями потока, что резко усиливает обмен тепловой энергией. Сопротивление при этом минимальное, что сокращает образование накипи. За счет многократного и интенсивного теплового обмена эффективность работы и КПД пластинчатого теплообменника одни из самых высоких.

Последствия неправильного подбора теплообменника

Для длительной безотказной эксплуатации важно выбрать модель, которая будет оптимальной для конкретных сред, температурных режимов, мощности и периодичности нагрузки. Выбрать подходящий по всем критериям вариант может только специалист. Обращение к профессионалам гарантирует отсутствие поломок в течение всего срока службы устройства. Отпадает необходимость в частом сервисном обслуживании и ремонте. Правильный выбор системы исключает распространенную проблему стекловидной накипи, ведущую к поломкам устройства.

Автоматика и подключение

При монтаже оборудования важно учитывать, что теплообменник всегда работает как элемент системы. Он не используется в качестве самостоятельного аппарата. Вместе с теплообменником в системе задействовано следующее оборудование: обратные клапаны, запорная арматура (комплекс задвижек, заслонок), контрольно-измерительные аппараты – манометры, термометры, циркуляционные насосы и другие виды приборов и агрегатов.

Варианты подключения пластинчатого теплообменника, их достоинства и недостатки.

1. Независимая одноступенчатая параллельная схема.

Экономичная установка, экономия свободного пространства;
Простота конструкции.

Отсутствует подогрев холодного теплоносителя.

2. Двухступенчатая смешанная схема.

За счет подогрева входящего теплоносителя обратным потоком эффективность увеличивается на 40%.

При проектировании системы горячего водоснабжения нужно подключать сразу два теплообменника, что удорожает решение.

3. Двухступенчатая последовательная схема.

Стабилизируется сетевая нагрузка, растет эффективность применения теплоносителя.
Уменьшаются расходы на 60% в сравнении с параллельной схемой и на 20-25% в сравнении со смешанной.

Невозможность 100% автоматизации.

Подбор пластинчатого теплообменника

Чтобы правильно подобрать пластинчатый теплообменник, необходимо рассчитать его технические параметры.

За основу берутся следующие данные:

– схема присоединения ГВС;
– тепловая нагрузка (мощность);
– данные о греющей среде:
- температура на входе (для зимы/ лета), в °С;
- температура на выходе (для зимы/ лета), в °С;
- расход среды (если нет данных по мощности), в куб. м/час;
- допустимые потери давления (атм.);
– данные о нагреваемой среде:
- входная температура (зима/лето), в °С;
- выходная температура (зима/лето), в °С;
- расход среды (если нет данных по мощности), в куб. м/час;
- допустимые потери давления (в атм.);
- запас мощности (в %).

Пример расчета

Пластинчатые теплообменники относятся к индивидуальному инженерному оборудованию, которое отдельно выбирается, настраивается и адаптируется под каждый объект. Укажите нам конкретные технические параметры по вашему проекту, и мы сразу рассчитаем, какое оборудование необходимо в вашем случае.

Чтобы оставить нам данные для расчетов, заполните онлайн форму заявки на сайте, напишите или позвоните. Ниже мы приводим список основных параметров, которые нужны, чтобы рассчитать пластинчатый теплообменник.

Мощность (нагрузка) – количество тепловой энергии, необходимое для отопления и горячего водоснабжения объекта (измеряется в Гкал/час, ккал/час, кВт/час).
Температурные графики – какую температуру дает и забирает обратно теплосеть, какой температурной отметки необходимо достичь.

Посмотреть эти характеристики можно в договоре с теплосетью. Там приведены технические условия и прописаны температурные графики, а также мощность, отведенная на отопление и горячее водоснабжение.

Основываясь на предоставленных вами данных, мы рассчитываем теплообменник и информируем вас о его стоимости и условиях поставки. Предоставляем подробный расчет, техническое описание требуемого аппарата с указанием габаритов и веса теплообменника пластинчатого.

Расчет от нашей компании производится с помощью профессионального программного обсечения

Преимущества заказа пластинчатого теплообменника у нас:

Точный расчет теплообменника. Подбираем адаптированное оборудование под ваш проект.
Гарантия объективной стоимости. Оптимизируя мощность оборудования, не завышаем цену.
Оперативно обрабатываем заявки.
Организуем изготовление, доставку и подключение пластинчатого теплообменника на выгодных условиях.
Предлагаем оптовые цены за счет прямого сотрудничества с ведущими производителями.
Несем полную ответственность за соблюдение сроков и качество техники.

Звоните, мы поможем с решением вашей задачи, рассчитаем и спроектируем аппарат, организуем доставку и установку. Предлагаем пластинчатые теплообменники российского производства с высоким КПД и выгодными техническими параметрами и характеристиками. В каталоге представлены приблизительные описания моделей, назначение и особенности эксплуатации теплообменников пластинчатого типа.

Что такое пластинчатые теплообменники

Теплообменник — техническое устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя средами , имеющими различные температуры, причем эти среды, холодные и горячие, никогда не встречаются и не смешиваются между собой. Среды могут быть любыми, такими как пар, вода, масло, хладагент и т. д.

Основные виды, которые вы можете встретить:

Пластинчатый теплообменник
Кожухотрубчатый (кожухотрубный) теплообменник
Двухтрубный теплообменник вида «труба в трубе»

В этой статье подробно поговорим о пластинчатых теплообменниках, рассмотрим конструкцию, область применения и принцип работы.

Первоначальная идея пластинчатых теплообменников была запатентована во второй половине 19 века, а первая известная конструкция была представлена в 1923 году доктором Ричардом Селигманом, главой компании Aluminium Plant and Vessel Company Ltd.(Алюминиевый завод и Судостроительная компания) известной сегодня как APV. Самый первый пластинчатый и рамный теплообменник был сконструирован из литых пластин из пушечной бронзы и заключен в раму, которая установила стандарт для современных компьютерных тонких металлических пластинчатых теплообменников, известных во всем мире. Базовая конструкция осталась неизменной, но постоянные усовершенствования позволили повысить рабочее давление в современных машинах с 1 до 25 атмосфер

Пластинчатые теплообменники применяются в различных сферах, включая: пищевую и химическую промышленность, системы нагрева технических и пищевых жидкостей, охлаждение промышленного оборудования, для подключения зданий к сетям централизованного отопления и охлаждения.

Особенно широко используются в пищевой промышленности, поскольку они компактны и могут быть изготовлены в различных видах и легко чистятся. Осаждение материалов на горячих поверхностях (загрязнение) снижает тепловые и гидродинамические характеристики, требует периодической очистки (часто всего через несколько часов работы).

Многие промышленные предприятия используют пластинчатые теплообменники для таких целей, как пастеризация и утилизация отходящего тепла. Например, производственное предприятие может использовать воду для охлаждения горячего, недавно произведенного напитка. Горячий готовый жидкий продукт необходимо охладить перед розливом в бутылки, чтобы он прошел через пластинчатый теплообменник, подключенный к охлаждающему контуру чиллера(водоохлаждающая машина). Это отводит нежелательное тепло без смешивания двух жидкостей.

Пластинчатый теплообменник состоит из нескольких листов тонкого гофрированного металла (пакет пластин), образующих каналы. Прокладки находятся между пластинами и образуют уплотнение. Уплотнение предотвращает смешивание и утечку жидкостей, но они также определяют, по каким каналам может протекать каждая жидкость.

Пластинчатые теплообменники могут увеличивать или уменьшать свою нагревательную или охлаждающую способность за счет добавления или удаления внутренних пластин. Их также можно разобрать для очистки и обслуживания, кроме неразборных.

Эти аппараты могут быть :

разборными
полуразборными-
неразборными (сварными или паяными).

В разборных теплообменниках теплопередача состоит из ряда гофрированных пластин, установленных между рамой и прижимными пластинами, которые сохраняют расчетное давление. Для достижения наивысших тепловых характеристик и обеспечения очень близкого температурного приближения жидкости обычно проходят через теплообменник противотоком.

Полуразборные теплообменники используются, когда прокладки не подходят в качестве одной из технологических сред, а также могут выдерживать более высокое расчетное давление по сравнению с полностью разборными пластинчатыми теплообменниками. Уплотнение между пластинами на промышленной полусварной линии чередуется между лазерной сваркой и прокладками. Канал, сваренный лазерной сваркой, позволяет использовать жидкости, несовместимые с обычными прокладками, а также обеспечивает более высокое расчетное давление, чем полностью разборные пластинчатые теплообменники.

Неразборные теплообменники не имеют не имеют открытых прокладок, это цельносварной пластинчатый теплообменник, который используется, прежде всего, в нефтегазовой, химической и нефтехимической промышленности. Рама, прочно закрепленная на болтах, состоит из четырех колонн, верхней и нижней частей, а также четырех боковых панелей. Используются для решения сложных задач, связанных с агрессивными средами, экстремальными температурами и высоким давлением.

Основным недостатком этих теплообменников является то, что они не снимаются, поэтому техническое обслуживание и очистка невозможны или, по крайней мере, трудны, а количество пластин поменять нельзя, но зато гораздо меньше подвержены загрязнению и засорению и требуют лишь периодического осмотра и очистки.

Отметим такую тонкость: Поверхность пластин гофрирована для увеличения турбулентности жидкости во время перетекания в каналы.

На рисунке показаны основные параметры гофры:

Шаг гофры р ; угол шеврона β по сравнению с основным направлением потока.

Угол наклона гофрированного рисунка влияет на теплообмен и производительность:

Угол пластин β > 45 ° дает более высокий теплообмен с высоким давлением.
Угол пластин β

1. Требуемое пространство и вес меньше по сравнению с другими теплообменниками.

2. Благодаря модульной конструкции плит монтаж и установка могут быть выполнены быстро.

3. Коэффициенты теплоотдачи выше.

4. Тепловая инерция ниже , что дает более быструю реакцию и способствует точному контролю температуры.

5. Быстрая и легкая разборка для очистки и контроля.

6. Адаптация к изменяющимся условиям эксплуатации путем добавления или удаления нагревательных пластин для изменения установленного теплового потока.

Самым большим преимуществом пластинчатых теплообменников по сравнению с другими теплообменниками является их эффективность теплопередачи. Пластины, разделяющие две жидкости, тоньше по сравнению с другими материалами. Это увеличивает скорость передачи тепла и, таким образом, снижает тепловые потери, которые могут возникнуть во время передачи.

Обменники бесценны благодаря этим функциям, которые увеличивают срок службы системы. Пластинчатые теплообменники могут выполнять множество функций, таких как нагревательный элемент, охлаждающий элемент, автоматический включатель или выключатель давления.

1. Часто механическая очистка не является предпочтительной, так как прокладки и пластины легко повреждаются в процессе очистки. Химическая очистка необходима.

2. Прокладки необходимо время от времени заменять, а это дорогостоящий элемент обслуживания.

3. Небольшие отверстия между пластинами склонны к забиванию посторонними частицами. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо периодическое реверсирование потока. По некоторым свойствам жидкости обратный поток требуется часто. Так что это может повлиять на поток процесса.

Еще к недостаткам можно отнести, скорей не к недостаткам, а к неудобству это то что, при эксплуатации пластинчатых теплообменников, в 95 % случаев собственный персонал не имеет нужной квалификации и ничего не может поделать с чисткой, сборкой-разборкой и заменой прокладок на данном типе теплообменников, часто этот не квалифицированный персонал при замене уплотнений и промывке используют металлические щетки, чтобы сократить время мойки пластин. А это приводит к более быстрому износу и последующему прогоранию пластин.

Почти всегда приходится нанимать специализированную организацию для качественной работы или замены прокладок, поэтому необходимо оценивать состав своей ремонтной службы либо последующую готовность нести затраты на обслуживание пластинчатого теплообменника.

В славном городе Челябинске находится один из наших ключевых партнеров. Их главным преимуществом является собственное производство пластинчатых теплообменников с 2008г. Эти ребята знают про них все.

Они является сертифицированным сборочным производством и официальными дилерами немецких теплообменников Funke.Также они представляют другие бренды из Турции и Швеции.

Благодаря их большому ассортименту различных пластин, компания Квип может осуществлять ремонт теплообменников других производителей своими силами! Для того чтобы разобраться в проблеме от вас нужна спецификация вашего теплообменника.

Также есть возможность подобрать на замену те пластины и уплотнения, которые есть у заказчика.

Если проблема более серьезная, то потребуется демонтаж теплообменника и отправка его в Челябинск для диагностики и ремонта. Но это в любом случае намного дешевле, чем отправка за границу или покупка нового и это несомненно еще один плюс.

Мы регулируем пар, который подается в теплообменник.

Мы можем подобрать клапан для регулировки, шкаф, датчики и вообще собрать всю обвязку для осуществления правильной регулировки.

Не самая приятная история, но что есть, то есть. Эта история еще и связана с работой конденсатоотводчика. Мы отгрузили оборудование на один из молочных заводов Свердловской области, запустили процесс, через один теплообменник они грели воду и моющие растворы, а на другом узле молоко. Давление подающего пара в этих теплообменниках было рассчитано на 3 Бар.

В редукционном узле не был подключен клапан RP45, из-за этого давление в теплообменнике давило 5-6 Бар, как с котельной поступает, так и распределяется дальше без изменений. Максимальная эксплуатация уплотнений теплообменника 150°С, а 5-6 Бар это почти 160°С температура пара, что негативно влияет на сами уплотнения, они пересыхают, трескаются и начинается смешивание жидкостей внутри. Если вода попадает в пар это еще терпимая ситуация, а в этом случае смешивались моющие средства и продукт(молоко), происходило закисление конденсата, это в свою очередь начало разрушать и пластины, в них стали появляться “свищи”, сначала маленькие и незаметные, а потом уже прямо очень заметные. А это уже потеря потерь не только по теплу, но и по продукту.

Стали менять оборудование на конденсатной линии и добавилась проблема невозможности использования конденсата повторно. А это возможность экономии на нагреве, на водоподготовке конденсата, а по нашим расчетам это экономия до 1 миллиона рублей в месяц.

Начались упреки в нашу сторону, что мы отгрузили бракованные конденсатоотводчики. Мы конечно очень переволновались, т.к за свою продукцию отвечаем головой и уверены в ее качестве на все 100%. Собрали мощную доказательную базу, что наши конденсатоотводчики не при чем, а все дело в клапане!

Недоразумение было улажено, вопрос решился хорошо, инженеры завода все поправили, а мы и дальше сотрудничаем в мире и согласии.

Вторая история нам покажет, что внимательность и упорство дает свои плоды)

Один из наших сотрудников в годы своей юности работал на молочном заводе столкнулся со следующей ситуацией: пришло время технического обслуживания пастеризационно-охладительной установки ОКЛ-10, оно производится через определенные часы наработки. В этом теплообменнике около 250 пластин и они разбиты по секциям: подогрев, пастеризация, нормализация молока. При ослаблении резьбы на раме пластины можно растянуть, достать и помыть, что они благополучно и сделали. Сложности начались позже…., 200 с лишним пластин и у каждой свой вход/выход, собрали и ничего не работает. Надо искать ошибку, где-то неправильно установили пластину.

В итоге, чтобы разобраться и найти ошибку 3 человека потратили 2 дня, собирали в различных вариациях, сравнивали со схемой, нарисованной кем-то от руки в единственном экземпляре на весь завод, запускали и так по кругу, пока не нашли.

Вот схема ниже на фото, представляете, какая работа была проделана?

Прочитав эту статью до конца, мы надеемся, что вы узнали про пластинчатый теплообменник чуть больше.

Подписывайтесь на наш канал Телеграм, там всегда много полезного и интересного.

Зачем нужен пластинчатый теплообменник и какие они бывают?

Назначение

Теплообменники – это устройства, используемые для передачи энергии между двумя жидкостями при различных температурах. Они повышают энергоэффективность, потому что энергия потоков, уже находящихся в системе, может быть передана в другую часть процесса, а не просто потрачена впустую. В новую эру устойчивого развития растущая настоятельная необходимость экономии энергии и снижения общего воздействия на окружающую среду сделала больший акцент на использовании теплообменников с более высокой тепловой эффективностью. В этом новом сценарии пластинчатый теплообменник может сыграть важную роль.

Критерии выбора

При определении оптимальной модели аппарата следует опираться на технические характеристики изделия:

схема подключения ГВС;
уровень тепловой нагрузки;
параметры греющей и нагреваемой среды.

В последнем пункте принимается во внимание такая информация, как входная и выходная температура в зимние и летние периоды, потенциальный расход среды и допустимые потери давления, процентное соотношение запаса мощности. Эти сведения берутся за основу при расчете производительности пластинчатого теплообменника.

История

Пластинчатые теплообменники были впервые введены в 1923 году для пастеризации молока, но в настоящее время используются во многих областях применения в химической, нефтяной, климатической, холодильной, молочной, фармацевтической, пищевой и медицинской промышленности. Это связано с их уникальными преимуществами, такими как гибкая тепловая конструкция (пластины могут быть просто добавлены или удалены для удовлетворения различных требований к тепловому режиму или обработке), простота очистки для поддержания строгих гигиенических условий, хороший контроль температуры (необходимый в криогенных процессах) и лучшие характеристики теплопередачи.

Технические параметры моделей

При изучении ассортимента опираются на следующие технические характеристики:

материал, из которого изготовлены панели – это могут быть тугоплавкие соединения, тонкая листовая сталь, чистый титан;
максимально допустимое давление среды в агрегате обычно не превышает 25 кгс/см²;
в каждом узле число используемых пластин начинается от 7-10, их количество определяется будущей областью применения;
устройства способны выдержать температуру теплоносителя не выше 180°C.

Одна рабочая единица способна обеспечить площадь теплообмена в пределах 0,1-2100 кв. м.

Типы пластинчатых теплообменников

Пластинчатый теплообменник (ПТ) – это компактный тип теплообменника, который использует серию тонких пластин для передачи тепла между двумя жидкостями. Существует четыре основных типа ПТ:

разборные,
паяные,
сварные
полусварные.

Пластинчатый разборный теплообменник – устройство, в котором основную функцию теплопередачи между теплоносителями выполняет пакет пластин. Среды не смешиваются между собой благодаря чередованию пластин с плотными резиновыми прокладками, которые образуют два контура движения (рисунок 1).

Рисунок 1 – Типичный пластинчатый теплообменник

Свое название «разборные» подобный тип агрегатов получил за то, что пакет пластин не только собирается, но и разбирается во время регулярного обслуживания (промывки) или ремонта.

Контроль

После этого уже готовый теплообменник подвергается гидроиспытаниям на нашем стенде. По греющей стороне теплообменника подаётся вода 20С давлением на 1,3 превышающем максимальное заданное Заказчиком и выдерживается в течение 30 минут. Затем по нагреваемой стороне производится аналогичное действие. При этом осуществляется визуальный контроль на наличие протечек и снимаются показания манометров. После успешного прохождения гидроиспытания в паспорте теплообменника (неотъемлемая часть поставки) делается соответствующая пометка специалистом Отдела Технического Контроля. Таким образом, мы предлагаем Вам уже проверенное нами оборудование полностью готовое к работе.

Ниже приведены этапы создания разборного пластинчатого теплообменника:

Конструкция разборного теплообменника

Разборный теплообменник состоит из следующих элементов:

Рисунок 2 – Конструкция пластинчатого теплообменнника

пакета тонких прямоугольных пластин с отверстиями, через которые протекают два потока жидкости, где происходит теплопередача. Пластины теплообменного аппарата, выполнены из нержавеющей стали или титана, прижимаются друг к другу с использованием уплотнительных прокладок. Количество пластин зависит от технических параметров и требований к оборудованию.
рамная пластина (неподвижная прижимная плита),
прижимная пластина (подвижная прижимная плита), прижимает весь пакет к неподвижной прижимной плите с помощью элементов крепления: стяжных болтов, подшипников, стопорных шайб.
несущая база – направляющая балка, на которую надеваются пластины во время сборки агрегата.
опорная станина – вертикальный элемент, к которому прикрепляются направляющие балки (верхняя и нижняя несущие балки).
верхние и нижние стержни и винты для сжатия пакета пластин.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Сварной пластинчатый теплообменник (Блок)

Индивидуальный пластинчатый теплообменник может вместить до 700 пластин. Когда пакет пластин сжимается, отверстия в углах пластин образуют непрерывные туннели или коллекторы, через которые текучие среды проходят, пересекая пакет пластин и выходя из оборудования. Промежутки между тонкими пластинами теплообменника образуют узкие каналы, которые попеременно пересекаются горячей и холодной жидкостями и обеспечивают небольшое сопротивление теплопередаче.

Типы теплообменных пластин

Пластины теплообменника отличаются друг от друга видом профиля (гофра).

Пластина с большим углом профиля (пластина типа H) позволяет обеспечить

— высокая турбулизация потока
— высокий коэффициент теплопередачи
— высокие потери давления

Пластина с малым углом профиля (пластина типа L) позволяет обеспечить

— низкая турбулизация потока
— низкий (относительно H пластины) коэффициент теплопередачи
— низкие потери давления

Выбирая теплообменник, мы решаем проблему оптимального подбора оборудования к вашим условиям. Два типа пластин позволяют осуществить три типа каналов.

– канал с большим углом профиля. Комбинация пластин только типа H.
– канал со средним углом профиля. Комбинация пластин типов H и L.
– канал с малым углом профиля. Комбинация пластин только типа L.

Инновационные решения компании LHE в области теплообмена позволяют производить теплообменные пластины толщиной до 1мм с разными углами наклона профиля и разной глубины штамповки. Возможно изготовление пластин эксклюзивно под заказ.

Типовые пластины и прокладки

Пластины

Самая важная и самая дорогая часть ПТ – это его термические пластины, которые изготавливаются из металла, металлического сплава или даже специальных графитовых материалов, в зависимости от области применения.

Примеры материалов для изготовления ПТ, обычно встречающиеся в промышленном применении:

нержавеющая сталь,
титан,
никель,
алюминий,
инколой,
хастеллой,
монель,
тантал.

Пластины могут быть плоскими, но в большинстве случаев имеют гофры, которые оказывают сильное влияние на теплогидравлические характеристики устройства. Некоторые из основных типов пластин показаны на рисунке 3, хотя большинство современных ПТ используют шевронные типы пластин.

Рисунок 3 – Типичные категории пластинчатых гофр: (а) стиральная доска, (б) зигзагообразная, (в) шевронная или елочка, (г) выступы и углубления, (д) стиральная доска со вторичными гофрами, (е) косая стиральная доска.

Каналы, образованные между соседними пластинами, создают закрученное движение для жидкостей, как видно на рисунке 4.

Рисунок 4 – Турбулентный поток в каналах пластинчатого теплообменника

Угол шеврона обращен в смежных листах, так что, когда пластины затягиваются, гофры обеспечивают многочисленные точки контакта, которые поддерживают оборудование. Уплотнение пластин достигается прокладками, установленными по периметру.

Рисунок 5 – Технические характеристики пластин

Прокладки

Прокладки обычно представляют собой формованные эластомеры, выбранные на основе их совместимости с жидкостью и условий температуры и давления. Многопроходные устройства могут быть реализованы в зависимости от расположения прокладок между пластинами. Бутиловые или нитрильные каучуки – это материалы, обычно используемые при изготовлении прокладок.

Рисунок 6 – Технические характеристики прокладок

Принцип работы и схема агрегата

Устройство, расчет и промывка пластинчатых теплообменников для отопления основываются на том, что узел функционирует благодаря наличию 4 отверстий:

2 отверстия для притока и отвода горячей рабочей среды;
2 отверстия для обеспечения герметичной стыковки пластин и предотвращения смешивания теплоносителей – данную задачу выполняют уплотнители.

Движение жидкости в агрегате осуществляется по принципу завихрения потока. В результате из-за относительно небольшого сопротивления движению рабочей среды усиливается интенсивность передачи тепловой энергии. Также вследствие небольшого сопротивления при прохождении жидкости уменьшается количество накипи во внутренних полостях.

Как выглядит пластинчатый теплообменник

Принцип работы пластинчатого теплообменника, базирующийся на петлях и завихрениях, способствует многократному обмену энергией. В результате достигается максимальный КПД агрегата, на что оказывает положительное влияние и вывод патрубков в оба виды панелей – прижимные и неподвижные.

Устройство теплообменника идеально соответствует условиям эксплуатации: количество пластин увеличивается соразмерно потенциальным потребностям в мощности системы. Число рабочих элементов оказывает прямое влияние на КПД и производительность отопительного или охлаждающего оборудования.

Схемы движения потоков в пластинчатом теплообменнике

Однопроходная схема

Простейшие схемы пластинчатых теплообменников – это те, в которых обе жидкости делают только один проход, поэтому нет никакого изменения направления потоков. Они известны как однопроходные схемы 1-1, и есть два типа: противоточные и параллельные. Большим преимуществом однопроходной компоновки является то, что входы и выходы жидкости могут быть установлены в неподвижной пластине, что позволяет легко открывать оборудование для технического обслуживания и очистки, не нарушая работу трубопроводов. Это наиболее широко используемая однопроходная конструкция, известная как U-образная компоновка. Существует также однопроходная Z-схема, в которой имеется вход и выход жидкости через обе торцевые пластины (рисунок 9).

Рисунок 9 – Механизм работы однопроходного ПТ: а) U-образное расположение и Б) Z-образное расположение.

Противоточный поток, где потоки текут в противоположных направлениях, обычно предпочтительнее из-за достижения более высокой тепловой эффективности, по сравнению с параллельным потоком, где потоки текут в одном направлении.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Сварной пластинчатый теплообменник (Блок)

Многопроходная схема

Многопроходные устройства могут также использоваться для повышения теплопередачи или скорости потока потоков и обычно требуются, когда существует существенная разница между расходами потоков (рисунок 10).

Рисунок 10 – Многопроходный пластинчатый теплообменник

Пластины ПТ могут обеспечивать вертикальный или диагональный поток, в зависимости от расположения прокладок. Для вертикального потока вход и выход данного потока расположены на одной стороне теплообменника, тогда как для диагонального потока они находятся на противоположных сторонах. Сборка пакета пластин включает чередование пластин “а” и “в” для соответствующих потоков. Монтаж пакета пластин в режиме вертикального потока требует только соответствующей конфигурации прокладок, поскольку устройства А и в эквивалентны (они поворачиваются на 180°, как показано на рисунке 11а). Это невозможно в случае диагонального потока, для которого требуются оба типа монтажных пластин (рисунок 11б). Плохое распределение потока с большей вероятностью происходит в массиве вертикального потока.

Рисунок 11 – (a) пластина с вертикальным потоком, (б) пластина с диагональным потоком

Особенности котлов с битермическими теплообменниками

Популярность котлов, имеющих радиаторы битермиче6ской направленности, сегодня очевидна. Современные производители, разные лидирующие компании используют собственные комплектующие (на 6 трубок) и интересные разработки (плавная регулировка горения, охлаждение и др.). Например, бренды:

Immegras, Италия;
Protherm, Словакия;
Vaillant, Германия;
Navien, Корея;
Ferroli, Италия.

Секционное расширение позволяет увеличить показатели теплоотдачи, располагать приспособление очень близко к горелке с открытым пламенем, в сравнении с устройствами на 4 или 5 трубок. Расширенные варианты выдают по мощности уже не 15-18 кВт, а 24 кВт, что подходит не для жилого дома, а больше для производственных или административных помещений.

Достоинства и недостатки

Достоинства

Гибкость: простая разборка позволяет адаптировать ПТ к новым технологическим требованиям путем простого добавления или удаления пластин, или изменения количества проходов. Кроме того, разнообразие моделей пластинчатых гофр, доступных вместе с возможностью использования их комбинаций в одном и том же ПТ, означает, что различные конформации блока могут быть протестированы в ходе процедур оптимизации.
Хороший контроль температуры: благодаря узким каналам, образованным между соседними пластинами, в ПТ содержится лишь небольшой объем жидкости. Таким образом, устройство быстро реагирует на изменения технологических условий с коротким временем запаздывания, так что температура легко контролируется. Это важно, когда необходимо избегать высоких температур. Кроме того, форма каналов уменьшает возможность возникновения застойных зон (мертвого пространства) и зон перегрева.
Низкая стоимость производства: поскольку пластины только спрессовываются (или склеиваются) вместе, а не свариваются, производство ПТ может быть относительно недорогим. Для изготовления пластин могут быть использованы специальные материалы, чтобы сделать их более устойчивыми к коррозии и/или химическим реакциям.
Эффективная теплопередача: гофры пластин и малый гидравлический диаметр усиливают образование турбулентного потока, так что для жидкостей можно получить высокие скорости теплопередачи. Следовательно, до 90% тепла может быть восстановлено, по сравнению только с 50% в случае кожухотрубных теплообменников.
Компактность: высокая тепловая эффективность ПТ означает, что они имеют очень малую площадь. При той же площади теплопередачи ПТ часто могут занимать на 80% меньшую площадь (иногда в 10 раз меньше), чем кожухотрубные теплообменники (Рисунок 7).
Уменьшение загрязнения: уменьшение загрязнения происходит в результате сочетания высокой турбулентности и короткого времени пребывания жидкости. Поправочные коэффициенты на загрязнения для ПТ могут быть в десятки раз ниже, чем для кожухотрубных теплообменников.
Простота осмотра и очистки: поскольку компоненты PHE могут быть разделены, можно очистить и проверить все детали, которые подвергаются воздействию жидкостей. Эта особенность необходима в пищевой и фармацевтической промышленности.
Простое обнаружение утечек: прокладки имеют вентиляционные отверстия (рисунок 8), которые предотвращают смешивание жидкостей в случае отказа, что также облегчает обнаружение утечек.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Сварной пластинчатый теплообменник (Блок)

Рисунок 7 – Иллюстрация типичной разницы размеров между ПТ и кожухотрубным теплообменником для заданной тепловой нагрузки

Рисунок 8 – Вентиляционные каналы в прокладках для обнаружения возможных утечек

Пластинчатые теплообменники

Купить пластинчатые теплообменники. Изготовление, сборка, тестирование и испытание пластинчатых теплообменников
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи

Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию пластинчатые теплообменники.

Пластинчатые теплообменники: описание, назначение и принцип действия

Пластинчатый теплообменник предназначен для переноса тепла между различными средами, причем парами рабочих сред могут служить как пар-жидкость, так и жидкость-жидкость.

Теплопередающей поверхностью служат тонкие штампованные гофрированные пластины.

Теплоносители движутся в теплообменнике между соседними пластинами по щелевым каналам сложной формы. Каналы для теплоносителя, отдающего и принимающего тепло, следуют друг за другом, чередуясь.

Тонкие гофрированные пластины имеют небольшое термическое сопротивление и, кроме того, обеспечивают турбулентность потока теплоносителя, в связи с чем теплообменники такого типа обладают высокой эффективностью теплопередачи.

Герметичность каналов, по которым движутся теплоносители, и их распределение по каналам обеспечивается резиновыми уплотнителями, расположенными по периметру пластины.

Одно из этих уплотнений охватывает два отверстия по углам пластины, через которые теплоноситель входит в канал между пластинами и выходит из него. Поток встречного теплоносителя проходит транзитом через другие два отверстия, которые дополнительно изолированы кольцевыми уплотнениями. Герметичность каналов обеспечивается двойным уплотнением вокруг входных и выходных отверстий. В случае повреждения уплотнения теплоноситель вытекает наружу через специальные канавки (на рисунке показаны стрелками). Это помогает определить нарушение герметичности визуально и быстро заменить уплотнение.

Схема движения и распределения потока теплоносителей по каналу

В теплообменнике после сборки пластины стягиваются болтами до требуемого размера, при этом уплотнительные резиновые прокладки образуют системы изолированных друг от друга герметичных каналов – для греющего и нагреваемого теплоносителя. Каждая последующая пластина развернута относительно предыдущей на 180 градусов, что, создавая условия для турбулентного движения жидкости, повышает эффективность теплообмена, и одновременно служит для обеспечения жесткости пакета пластин.

Системы каналов между пластинами соединены каждая со своим коллектором и имеют каждая свои точки входа и выхода теплоносителя на неподвижной плите.
На раме теплообменника укрепляется пакет пластин.

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Конструктивная схема пластинчатого теплообменника. Основные узлы и детали

Устройство рамы теплообменника: неподвижная плита, подвижная плита, штатив, верхняя и нижняя направляющие, и стяжные болты.

При сборке направляющие – верхняя и нижняя – сначала закрепляются на штативе и неподвижной плите. Далее, на направляющие надевается сначала пакет пластин, а затем подвижная плита. Подвижную и неподвижную плиты стягивают болтами.

Одноходовые теплообменники сконструированы таким образом, что присоединительные патрубки расположены на неподвижной плите. Для того, чтобы крепить теплообменник к строительным или технологическим конструкциям, на штативе и неподвижной плите имеются монтажные пятки.

Виды и типы пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники делятся по конструкции и по размеру теплообменной пластины на нескольких видов.

По конструкции теплообменники делят на:

одноходовые;
двухходовые с циркуляционной линией и без нее;
двухходовые, выпускающиеся в виде моноблока. Используются для систем горячего водоснабжения;
трехходовые.

Преимущества пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники имеют следующие преимущества по сравнению с другими видами:

Уменьшение площади, которое занимает теплообменное оборудование.

Способность к самоочищению теплообменника.

Высокий коэффициент теплопередачи.

Маленькие потери давления.

Уменьшение расхода электроэнергии.

Простота ремонта оборудования.

Небольшое время, необходимое для ремонта оборудования.

Небольшая величина недогрева.

Компактность

Основной фактор, играющий большую роль при компоновке и размещении оборудования – его компактность. Размеры пластинчатого теплообменника меньше, чем, например, кожухотрубного. Более высокое значение коэффициента теплопередачи позволяет достичь и более компактных размеров. Так, теплопередающая поверхность составляет 99,0 – 99,8% от общей площади пластины.

Далее, все подсоединительные порты находятся на его неподвижной плите, что делает монтаж и подключение теплообменника значительно более простым. Кроме того, для ремонтных работ требуется значительно меньше площади, чем при ремонте теплообменников другого типа.

Небольшая величина недогрева

Движение теплоносителя по каналам тонким слоем, высокая турбулентность его потока обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи. При этом гофрированная поверхность пластины дает возможность получить турбулентный поток уже при относительно небольших скоростях движения потока теплоносителя. Поэтому величина недогрева в этом случае при расчетных режимах работы достигает 1-2 оС, в то время как для кожухотрубных теплообменников в лучшем случае эта величина составляет 5-10 оС.

Низкие потери давления

Конструктивная особенность пластинчатых теплообменников позволяет уменьшать гидравлическое сопротивление, например, за счет плавного изменения общей ширины канала. Кроме этого, максимальная величина допустимых гидравлических потерь может быть уменьшена увеличением количества каналов в теплообменнике. В свою очередь, уменьшение гидравлического сопротивления снижает расход электроэнергии на насосах.

Небольшие трудозатраты при ремонте теплообменника

Периодические ремонты оборудования всегда связаны со сборно- разборочными работами. Демонтаж кожухотрубного теплообменника – это весьма сложное инженерное мероприятие. Для демонтировки и извлечения пучка труб необходимо использование подъемных механизмов и весь процесс разборки занимает достаточно много времени. При ремонте пластинчатого теплообменника применение подъемных механизмов не требуется. С ремонтом свободно и достаточно быстро справится бригада в 2-3 человека.

Кроме того, мощность теплообменника может быть плавно изменена увеличением поверхности теплообмена. Это его особенность важна, когда, например, при расширении производства, возникает необходимость увеличения мощности теплообменного оборудования. В этом случае достаточно, не заменяя всего теплообменника, прибавить нужное количество пластин.

Область применения

Охлаждение воды на промышленных ТЭС
В сталелитейном производстве
Автомобильная промышленность
В системах отопления, водоснабжения и вентиляции в любых зданиях применяются пластинчатые теплообменники разборного типа;
Пластинчатые теплообменники используются на производстве в системе душевых сеток;
Воду в бассейнах подогревают часто именно пластинчатыми теплообменниками;
Пластинчатые теплообменники служат для охлаждения жидких пищевых продуктов, гидравлического, трансформаторного и моторного масел;
Для систем напольного отопления используют пластинчатые теплообменники разборные;
Теплоснабжение небольших районов или высотных зданий обеспечивается зачастую пластинчатыми теплообменниками.

Пластинчатые теплообменники, их виды и особенности

Теплообменник – инженерное оборудование, входящее в состав промышленных систем. Он устанавливается при комплектации бытовых систем охлаждения и кондиционирования. Главное назначение теплообменника – передача тепловой энергии от одной среды другой.

Как устроены теплообменники

В большинстве случаев пластинчатый теплообменник передает энергию от нагретого теплоносителя (жидкости) в среду, которая охлаждена и требует повышения температуры. Конструкция пластинчатого теплообменника состоит из ряда разборных частей, включая:

статичная/подвижная плиты;
пластины;
направляющие округлой формы;
крепления, объединяющие плиты в целостную конструкцию.

Различаются они между собой по габаритам рам. От этого фактора зависит мощность устанавливаемого оборудования и уровень выдаваемой им теплоотдачи. Если в теплообменнике используется много пластин, это приводит к повышению продуктивности оборудования, но также сказывается на габаритах, массе установки.

Почему выбирают пластинчатые теплообменники

Принцип работы пластинчатого теплообменника дает ему множество плюсов в сравнении с аналогичным оборудованием:

минимальные затраты при оборудовании производства;
высокоэффективная передача тепловой энергии;
минимальные габариты;
агрегат самоочищается под воздействием турбулентного потока;
в любой момент эксплуатации теплообменника может быть принято решение об установке дополнительных пластин, чтобы повысить теплоотдачу (если имеет разборную конструкцию);
надежная работа практически в любых промышленных условиях;
простота технического обслуживания, так как конструкция разбирается и каждый элемент или труднодоступные места промываются отдельно, в то время как в случае с неразборными моделями владельцы сталкиваются с проблемами при попытке очистки;
простота установки;
отсутствие риска смешения жидкости, что обеспечено специальной конфигурацией уплотнителей;
повышенная устойчивость к коррозии;
минимальные потери давления, если при покупке и расчете оборудования были правильно выбраны пластины и тип рифления пластин;
простая регулировка температуры из-за малого объема теплоносителя.

Особенности конструкции

В зависимости от модификации устанавливаемого агрегата будет меняться его конструкция и принцип действия, так как работают теплообменники с разным количеством пластин и прокладок. Уплотнения устанавливаются с целью перекрытия каналов, через которые возможно смешение сред, а так же для обеспечения внешней герметичности. Уплотнения плотно зажимаются в комплекте пластин теплообменника между прижимными плитами, это обеспечивает герметичность всего аппарата.

Нагрузки, которым подвержены теплообменники во время работы, в большей степени приходятся на уплотнители и пластины. Крепежные элементы и рама используются в качестве корпуса и основы, на которой работает все оборудование.

Производители в своих моделях пользуются рельефными пластинами, так как эта конструкция обеспечивает прочное крепление, а вся система в итоге получается достаточно жесткой и прочной, чтобы оператор и владелец оборудования могли не беспокоиться о возможном риске потери работоспособности.

Прокладки закрепляются на пластинах специальными клипсами. Есть несколько других вариантов крепления прокладок, но клипсовый вариант наиболее надежный среди всех.

При зажатии прокладки автоматически центрируются по своей оси. Теплоноситель в процессе работы оборудования не вытекает, так как используется специальная окантовка обшлага, выполняющая роль дополнительного барьера для утечки.

Пластины и типы каналов

Важнейшими комплектующими в теплообменных аппаратах являются пластины, благодаря которым осуществляется эффективный процесс теплообмена. Они выпускаются с разными углами рифления (30° и 60°), что дает возможность более точно подбирать компоновки теплообменников под каждую конкретную задачу, учитывая требования стоимости, габаритов и гидравлического сопротивления, предъявляемые заказчиком. Два типа пластин могут образовывать между собой три типа каналов:

TL — жесткий канал, образованный двумя пластинами с углами рифления 30°. Отличается наилучшими теплопередающими свойствами (высоким коэффициентом теплопередачи), но и самым высоким гидравлическим сопротивлением из трех.
ТК — мягкий канал, образованный двумя пластинами с углами рифления 60°. Отличается более слабыми теплопередающими свойствами (низким коэффициентом теплопередачи), но и самым низким гидравлическим сопротивлением из трех.
ТМ — средний канал, образованный одной пластиной с углом рифления 30° и одной пластиной с углом рифления 60°. Отличается промежуточными (между жестким и мягким каналами) теплопередающими свойствами (коэффициэнтом теплопередачи) и гидравлическим сопротивлением.

Где используется

Применение пластинчатых теплообменников практически повсеместно. Они могут использоваться в самых разных областях – зависит от материалов и конструкции оборудования. Есть разные модели, отличающиеся конструкцией и разными тонкостями работы, но всего выделяется четыре главных типа:

разборный;
полусварной;
сварной;
паяный.

Разборные устанавливаются в теплосетях, которыми оборудуются жилые дома, другие объекты. Также они встречаются в бассейнах, контурах горячего водоснабжения, теплопунктах и холодильных камерах. Паяные теплообменники предназначены для установки при оборудовании морозильных или вентиляционных систем, а также кондиционеров, компрессоров, других промышленных установок.

Сварные и полусварные теплообменники широко распространены и встречаются в:

пищевой промышленности;
фармацевтике;
климатических, вентиляционных установках;
системах рекуперации;
горячем водоснабжении, отоплении;
охладительных агрегатах.

Из всех выше представленных агрегатов чаще всего используются разборные и паяные конструкции, т.к. их применение актуально в различных сферах, независимо от того, требуется понижение или повышение температуры теплоносителя. Вас также могут заинтересовать комплектующие для промывки.

Пластинчатый теплообменник

Виды ПТО
Автоматика и подключение
Подбор теплообменника
Пример расчета
Сравнение ПТО и КТО

Пластинчатый теплообменник (ПТО) – это элемент теплоснабжения, передающий тепло от источника к холодной среде с помощью теплопередающей стенки (в этой роли выступают гофрированные пластины), без смешивания жидкостей.

Пластинчатый теплообменник
с бесплатной доставкой по России и СНГ

Каталог пластинчатых теплообменников

Разборные теплообменники
Паяные теплообменники

Преимущества заказа теплообменников в «ТеплоПрофи»

Наша компания – лидер на рынке теплообменного оборудования в России для коммунального теплоснабжения и технологических нужд. Развитая сеть точек выдачи оборудования делает “ТеплоПрофи” практически идеальным партнером для вашего бизнеса.

Подбор и расчет стоимости теплообменника удобным для вас способом

Есть готовый расчет теплообменника?

Рассчитаем стоимость по номеру расчета, серийному номеру, расчетному листу, спецификации, по шильдику теплообменника

Рассчитаем по параметрам

Делаем расчёт точно и профессионально, без всяких манипуляций

Получить консультацию

Откуда взять расчетные данные для ПТО?

Расчетные данные (нагрузки, давления, температурные графики) выдаются теплоснабжающими организациями (тепловыми сетями, котельными) в виде пояснительных записок, Технических условий (ТУ).

Также эти данные вы можете взять из договора с теплоснабжающей организацией, или из проекта модернизации или переоборудования ИТП, УУТО. Если у вас остались вопросы по данным для расчета, то можно обратиться к менеджеру за консультацией.

ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС
и наш специалист поможет подобрать оборудование

ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ОН-ЛАЙН ЗАЯВКИ

Поля, с заполнением которых возникли трудности, просто оставьте пустыми. Укажите имеющиеся значения и контакты для связи.

Подберем лучшее решение под ваши требования

Точный технический расчет без погрешностей.
Не удешевляем, манипулируя техническими параметрами.
Для самых сложных задач подключаем инженеров завода-производителя.
Учитываем технические нюансы, поможем собрать необходимые данные для расчета.

Обращайтесь в любых ситуациях

ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС
и наш специалист поможет подобрать оборудование

Теплообменник и его виды

Теплообменник – специальное устройство для теплообмена между двумя средами, отличающимися своей температурой. В зависимости от принципа работы они делятся на аппараты регенеративного и рекуперативного типа.

Рекуператор имеет в своей конструкции стенку из материала с высокой теплопроводностью, разделяющую и изолирующую друг от друга движущиеся потоки теплоносителя.
В теплообменниках регенеративного типа обмен тепловой энергией происходит на одной поверхности, с которой рабочие жидкие среды контактируют поочередно.

В промышленности популярными являются рекуперативные теплообменники следующих конструкций:

кожухотрубные – изготовлены из труб, образующих решетчатую конструкцию при изготовлении которой используется пайка или сварка
пластинчатые – сборная конструкция из модульных пластин, соединенных между собой с термостойкими прокладками
витые – это конструкции с концентрическими змеевиками, где теплоносители двигаются по спиральной трубе и межтрубному объему
спиральные – изготавливаются из тонких металлических листов, свернутых в своеобразную спираль
водяные, воздушные и другие

Наиболее востребованы пластинчатые теплообменники – оборудование рекуперативного вида.

Конструкция теплообменника

1 – передняя неподвижная плита, 2 – верхняя направляющая, 3 – задняя подвижная плита, 4 – задняя стойка (штатив) , 5 – рабочая пластина с уплотнением, 6 – нижняя направляющая, 7 – патрубки, 8 – ролики для перемещения пластин вдоль направляющих, 9 – шильд с названием и техническими данными, 10 – шпильки

Пластинчатый теплообменник состоит из следующих элементов: двух плит ( одной неподвижной, а другой прижимной), входных и выходных патрубков с различными видами соединений, комплекта жестко и герметично соединенных рабочих пластин, специальных направляющих, резьбовых метизов и подставки для монтажа в системе теплоснабжения.

Главным элементом теплообменника являются пластины, которые предназначены для передачи тепловой энергии одного теплоносителя другому. Они изготавливаются из инертных материалов, стойких к коррозии. В производстве пластин используется операция штамповки. В зависимости от мощности они имеют толщину от 0,4 до 1 миллиметра.

Собранный теплообменный аппарат состоит из плотно прилегающих друг к другу пластин, образующих каналы в виде щелей. Их лицевые стороны имеют углубление по контуру под резиновую прокладку. Благодаря им пластины герметично прилегают друг к другу.

Пластины имеют одинаковую форму и изготавливаются из одного материала, в качестве которого может выступать недорогая нержавеющая сталь (например, марки AISI316), а также дорогостоящие сплавы тугоплавких металлов и титан. Выбор материала для производства пластинчатых теплообменников зависит от характеристик, которыми они должны обладать.

Для изготовления уплотнителей также используются различные материалы. Этот выбор зависит от условий эксплуатации, температуры среды, вида теплоносителя и т. д. В основном прокладки изготавливают из сложных полимеров на основе синтетического каучука. В производстве используются следующие полимерные вещества:

EPDM – для неагрессивных сред воды и гликоля
Nitril – для масляных и нефтесодержащих теплоносителей
Viton – для высокотемпературных сред и пара

Пластинчатые теплообменники: принцип работы, устройство, сферы и особенности применения

Надежные, безопасные и простые в обслуживании пластинчатые теплообменники приходят на смену устаревшим кожухотрубным агрегатам. Они лучше справляются с передачей энергии от первичного контура к вторичному и отлично выдерживают колебания давлений. Устройства имеют гораздо меньшие габариты и работают быстрее.

В этой статье мы детально рассмотрим конструкцию пластинчатого теплообменника, принцип работы оборудования, сферы применения и особенности эксплуатации этих высокопроизводительных агрегатов.

Устройство пластинчатого теплообменника. Выгодные отличия от кожухотрубных конструкций. Особенности элементов

Эффективность работы кожухотрубных агрегатов увеличивается за счет наращивания длины змеевика. При этом даже крупногабаритные установки во многих случаях не могут обеспечить нужный уровень расхода нагреваемой среды.

С пластинчатыми теплообменниками дело обстоит иначе. Площадь передачи энергии регулируется путем добавления и удаления пластин одинаковых размеров. Устройства с меньшими габаритами гораздо лучше справляются со своими задачами и обеспечивают большой расход нагреваемой жидкости. Это, к примеру, особенно важно для нужд ГВС.

Рассмотрим конструктивные особенности и принцип работы пластинчатых теплообменников более подробно.

Схема типового пластинчатого теплообменника

На размещенной ниже схеме представлен агрегат самой простой конструкции.

В состав типового теплообменника входят следующие элементы:

патрубки (подающий и обратный) для подключения первичного контура — 1, 11;
передняя (неподвижная) и задняя (подвижная) плиты — 3, 8;
патрубки (входной и выходной) для подключения вторичного контура — 2, 12;
отверстия для протока теплоносителя — 4, 14;
рабочая пластина — 6;
малая уплотнительная прокладка (кольцо) — 5;
направляющие (верхняя и нижняя) — 7, 15;
задняя опора — 9;
шпилька — 10;
большая прокладка, расположенная по контуру пластины — 13.

На каждой плите выполнено рельефное гофрирование. Это увеличивает поверхность теплообмена. Элементы располагаются под углом в 180° по отношению друг к другу.

Патрубки могут находиться как с обеих сторон аппарата, так и с одной. Принцип работы пластинчатого теплообменника от этого не меняется.

Особенности изготовления теплообменных пластин

На производство пластин для теплообменников идет нержавеющая сталь. Она отлично сопротивляется воздействиям высоких температур и некачественных сред. Основные элементы теплообменников получают методом штамповки. Только этим способом можно изготовить гофрированную плиту с сохранением ключевых характеристик металла. Для выпуска пластин подойдет не каждая нержавеющая сталь. Производители используют специальные марки (к примеру, 08Х18Н10Т).

Для получения рельефной поверхности применяют технологию Off-Set. В результате на изделиях появляются канавки, которые могут располагаться симметрично или нет. Рельеф увеличивает площадь соприкосновения пластин с теплоносителем и нагреваемой средой и служит для равномерного распределения жидкостей.

Производители применяют два вида рифления для выпуска теплообменных плит.

Термически жесткое. Канавки расположены под углом в 30°. Пластины с жестким рифлением имеют максимальную теплопроводность, но не выдерживают высокое давления со стороны циркулирующего теплоносителя.
Термически мягкое. Канавки расположены под углом в 60°. Такие плиты, наоборот, выдерживают высокое давление, но отличаются низкой теплопроводностью.

Комбинируя пластины различных типов, вы сможете создать теплообменник с наиболее оптимальным коэффициентом полезного действия. При этом следует учесть тот факт, что для эффективной работы аппарат должен функционировать в турбулентном режиме. Необходимо добиться того, чтобы при высокой теплоотдаче жидкость по каналам текла без затруднений.

Особенности изготовления и крепления прокладок

Для получения максимальной герметичности прокладки для теплообменников изготавливают из различных полимерных материалов. Применяют EPDM (этиленпропилен) и резину NBR. Материалы выдерживают разные нагрузки. Диапазон рабочих температур этиленпропилена — от -30 до + 170 °C. Максимальный предел NBR — +110 °С.

Прокладки крепят к пластинам при помощи клипс и клеевых составов. Первый способ применяют гораздо чаще.

Центровка прокладок по направляющим происходит в автоматическом режиме. В процессе установки пластин не приходится ничего поддерживать и подталкивать. Окантовка манжеты создает надежный барьер, исключающий возможность утечки теплоносителя.

Принцип работы скоростного пластинчатого теплообменника

Принцип работы пластинчатого теплообменника заключается в следующем. Пространство между пластинами заполняется попеременно нагреваемой средой и теплоносителем. Очередность регулируют прокладки. В одной секции они открывают путь теплоносителю, а в другой — нагреваемой среде.

В процессе работы скоростного пластинчатого теплообменника интенсивная передача энергии происходит во всех секциях, кроме первой и последней. Жидкости движутся навстречу друг другу. Теплоноситель подается сверху, а холодная среда — снизу. Визуально принцип работы пластинчатого теплообменника представлен на размещенной ниже схеме.

Как видите, все довольно просто. Чем больше пластин, тем лучше. По этому принципу наращивают эффективность пластинчатых теплообменников.

Классификация пластинчатых теплообменников по принципу работы и конструкции

По принципу работы пластинчатые теплообменники разделяют на три категории.

Многоходовые агрегаты. Их используют в тех случаях, когда разница между температурами жидкостей не слишком высока. Теплоноситель и нагреваемая среда движутся в разных направлениях.

Двухконтурное оборудование. Считается самым эффективным. Такие теплообменники состоят из двух независимых контуров, находящихся по обеим сторонам изделий. Отрегулировав мощность секций должным образом, вы быстро добьетесь нужных результатов.

Производители выпускают разборные и паяные пластинчатые теплообменники.

Изделия первой группы пользуются большей популярностью. Такие агрегаты применяют в промышленности и системах ГВС. Разборные модели просты в обслуживании и ремонте. Мощность оборудования регулируется.
В паяных теплообменниках пластины жестко соединены между собой и помещены в неразборный корпус.

Резиновые прокладки отсутствуют. Такие модели чаще всего применяют для нагрева или охлаждения воды в частных домах.

Выбор пластинчатых теплообменников по техническим характеристикам

В процессе выбора теплообменника обратите внимание на:

нужную температуру нагрева жидкости;
максимальную температуру теплоносителя;
давление;
расход теплоносителя;
необходимый расход нагреваемой жидкости.

Производители выпускают оборудование с различными техническими характеристиками. К примеру, продукция популярного бренда «Альфа Лаваль» имеет следующие параметры.

Специализированное программное обеспечение и услуги специалистов упрощают задачу поиска. Обычно агрегаты конфигурируют для получения на выходе жидкости с температурой 70 °C.

Сферы применения

Надежные и эффективные пластинчатые теплообменники применяют в различных сферах.

Нефтедобывающая промышленность. Оборудование используют для охлаждения перерабатываемых энергоресурсов.
Системы отопления и ГВС. Установки нагревают подаваемые потребителям жидкости.
Машиностроение и металлургия. Оборудование применяют для охлаждения станков и техники.
Пищевая промышленность. Теплообменники, к примеру, входят в состав пастеризационных установок.
Судостроение. Приборы охлаждают различное оборудование и нагревают морскую воду на кораблях.

Это лишь малая часть сферы применения теплообменников. Оборудование также используют в автомобилестроении, при производстве кислот и щелочей и в других отраслях промышленности.

Установка и подключение пластинчатых теплообменников

Небольшие габариты значительно упрощают процесс введения в эксплуатацию пластинчатых теплообменников. Только установка мощных агрегатов потребует сооружения фундаментов. В большинстве случаев будет достаточно болтового крепления. Присоединенные трубы придадут конструкции дополнительную жесткость.

Простейшая схема подключения теплообменника выглядит следующим образом.