Пластинчатый теплообменник – особенности и принцип работы

Под пластинчатым теплообменником подразумевается специальный прибор, который охлаждает или подогревает воздух в одном конкретно взятом помещении, а не во всех комнатах дома. Энергоносителями для такого оборудования могут быть как жидкие, так и газообразные виды топлива.

Основной составляющей устройства является пластина из гофрированной стали. В большинстве случаев она изготовлена из нержавейки, но иногда используют и другие виды металла, всё будет зависеть от сферы применения прибора. Конструктивно пластины соединены друг с другом и установлены в специальной раме.

Благодаря высокой турбулентности теплоносителя увеличивается степень теплоотдачи. Пластины теплообменника разделены прокладками из специальной резины. За счёт плотного прилегания пластин друг к другу теплообменник имеет небольшие размеры. Основным предназначением прокладок в устройстве пластинчатого теплообменника является бесперебойное обеспечение протекания жидкости по трубам. За счёт такой особенности прибора оба теплоносителя не смешиваются между собой.

Основные разновидности пластинчатых теплообменников

Учитывая особенности конструкции разных видов теплообменников, их можно условно подразделить на следующие виды:

• Одноходовой теплообменник, нагревает жидкость, двигаясь постоянно в одном направлении. Такой аппарат обладает противотоком теплоносителей.
• Многоходовой пластинчатый прибор применяется только при относительно невысокой температурной разнице теплоносителей. При этом движение жидкостей происходит в двух направлениях — прямом и обратном.
• Многоконтурный агрегат обустраивается двумя независимыми контурами, которые располагаются, с одной стороны прибора. Такой пластинчатый теплообменник считается лучшим, если необходима постоянная регулировка мощности выработки тепла.

Для изготовления пластин теплообменника используют только высококачественные материалы. При этом конструкция прибора оснащается 5 или 50 отдельными элементами, количество которых зависит от мощности агрегата. Такие теплообменники могут дополняться пластинами, закрепляемыми непосредственно на раме, что позволяет изменять мощностные показатели прибора. Качественный теплообменник выдерживает изменение температуры теплоносителя в диапазоне от -25° C до +200° C.

Сфера использования пластинчатого устройства

Сфера применения пластичного теплообменника достаточно обширна. Они используются практически везде, где это необходимо. Поэтому перечислять все отрасли, где применяется устройство бессмысленно и далее будут приведены только некоторые из них:

• в качестве централизованной системы отопления, для подачи тёплого водоснабжения, нагрева жидкости в бассейнах и т. д;
• пластинчатый теплообменник нашёл широкое применение в машиностроительной и металлургической сфере для охлаждения разных промышленных агрегатов;
• в судостроительной сфере для подогрева морской воды на корабле или охлаждения системы отвечающей за плавучесть;
• очень часто теплообменник используется в промышленности, выпускающей, пищевую продукцию, где постоянно необходимо охлаждать какие-либо продукты;
• в нефтеперерабатывающей индустрии для охлаждения нефтепродуктов.

Такую популярность агрегат получил благодаря своему качеству работы и значительному эксплуатационному ресурсу, который достигается за счёт использования штампованных пластин. А учитывая то что, они изготавливаются из нержавеющей стали, то им, не страшна, коррозия и другие химические процессы. Благодаря тому, что пластинчатый теплообменник является универсальным устройством для подогрева и охлаждения, сложно переоценить его использование в любой сфере.

Конструктивные особенности теплообменника

Конструктивно теплообменник является сборным агрегатом, состоящим, из следующих элементов:

• неподвижная плита;
• подвижная плита;
• комплект пластин из нержавейки;
• элементы крепежа для стяжки плит образующих основную раму;
• два направляющих в нижней и верхней части агрегата по форме напоминающих круглый прут.

Габариты рамы могут сильно отличаться в зависимости от мощности агрегата. Более мощные модели оснащаются большим количеством пластин для обеспечения качественной производительности прибора. Естественно, это влияет на размеры и общую массу пластинчатого теплообменника.

Обеспечение герметизации протоков для циркуляции жидкости достигается благодаря прокладкам из специальной резины. Необходимая степень плотности прилегания прокладок, размещённых, на пластинах, установленных по соседству, обеспечивается стягиванием неподвижной и подвижной плиты.

Если подойди к рассмотрению теплообменника со стороны воздействующих на агрегат нагрузок, то основное их действие направлено на пластины и резиновые прокладки. В свою очередь, рама и стяжки — это просто корпус прибора. Поэтому основной теплообменника являются пластинчатые элементы.

Особенности и характеристики пластин

Как уже неоднократно упоминалось, для изготовления пластин используется только нержавеющая сталь — материал, устойчивый к коррозии и высоким температурам. Технологией изготовления пластинчатых элементов теплообменника является штамповка, которая позволяет изготавливать плиты сложной конфигурации. Плюс ко всему это позволяет сохранить основные характеристики материала.

Также важно учитывать, что для изготовления пластин подойдёт не любая нержавеющая сталь. Используют только определённые марки. Сами же плиты обладают необычной формой. Поверх ровной поверхности проделаны специальные бороздки, располагающиеся как в симметричном, так и хаотичном порядке. Благодаря такой рифлёной поверхности увеличивается площадь отбора тепла и обеспечивается более равномерное распределение теплоносителей.

Крепление резиновых прокладок выполняется непосредственно на пластинах при помощи специальных клипс. Плюс ко всему прокладки имеют самоцентрирующуюся конструкцию, что очень удобно, а благодаря манжетам создаётся дополнительный барьер, помогающий, удерживать теплоноситель. Если рассматривать типы выпускаемых производителями пластин, то их существует всего два.

1. Элемент, имеющий термически жёсткое рифление. Канавки на такой плите выполнены под углом в 30 градусов. Они обладают высокими теплопроводящими характеристиками, но не выдерживают слишком большого давления при циркуляции теплоносителя.
2. Пластина, обладающая термически мягкой рифленостью, выполненной, под углом в 60 градусов. Такой элемент обладает низкой теплопроводностью, но легко противостоит высокому давлению теплоносителя циркулирующего внутри агрегата.

Благодаря комбинации разных типов пластин внутри основного корпуса прибора можно добиться оптимального варианта теплоотдачи всей конструкции в целом. Однако для эффективной работы пластинчатого теплообменника важно чтобы теплоноситель циркулировал в турбулентном состоянии. Проще говоря, жидкость внутри агрегата при максимальной теплоотдаче должна протекать беспрепятственно.

На чём основан принцип работы теплообменника?

Принципиальной особенностью функционирования пластинчатых теплообменников является температурный обмен между соседними рабочими средами. В последние дни такое оборудование всё чаще используется в коммунальных организациях, при создании индивидуального отопления, в сфере энергетики и других индустриях.

Такая популярность в первую очередь обусловлена малыми габаритами прибора при максимальной эффективности работы, которая была достигнута за счёт быстрой вихревой циркуляции теплоносителей в контуре. Также благодаря такому эффекту на нагревательных элементах не осаживаются отложения и не образуется накипь.

Основой конструкции прибора являются тончайшие рифлёные пластины из нержавеющей стали, которые стягиваются в пакет. Принцип работы пластинчатых теплообменников основывается на передаче тепловой энергии от горячего теплоносителя к холодному, которые циркулируют внутри контура во встречном направлении. При этом циркулирующие среды не смешиваются, так как в месте их соприкосновения установлены резиновые прокладки из термостойкого материала.

Положительные стороны прибора

Пластинчатый теплообменник является новым и универсальным прибором для обогрева и охлаждения помещений. При этом он во многом, превосходит конкурирующие изделия благодаря своей компактности и высокой производительности. Помимо своих размеров и высокой теплоотдачи такой прибор обладает множеством других положительных характеристик:

• возможность монтажа и демонтажа устройства непосредственно на месте где будет эксплуатироваться пластинчатый теплообменник;
• установка в тепловых системах без должной водоподготовки;
• достаточно незначительный вес;
• возможность быстро и легко изменять тепловую мощность путём дополнительной установки пластин;
• гибкая регулировка температурного режима в системе.

Если было решено приобрести пластинчатый теплообменник и поближе ознакомиться с принципом его функционирования, то не стоит откладывать это в долгий ящик. Такое универсальное устройство поможет не только нагреть любое помещение, а, и в нужный момент охладить его.