Теплообменное оборудование

26

Виды теплообменного оборудования

Аппараты, при помощи которых происходит обмен температур между двумя и больше средами, называются теплообменными агрегатами. Теплообмен происходит во время таких процессов, как нагрев, охлаждение, кристаллизация, расплавление, сушка, дистилляция. Это оборудование по температуре носителя тепла разделяется на три вида: с низкой температурой, со средней температурой и с высокой температурой.

http://cfs.4geo.ru/get/market/product/img-962508986_10854303872639357.jpg
Один из видов теплообменного оборудования

Низкотемпературное оборудование  работает при отрицательных температурах, от -150 до +100 градусов, среднетемпературное оборудование имеет рабочие пределы температур от +400 до +100 градусов и высокотемпературное оборудование имеет разбег температур от +2000 до +400 градусов.

Оборудование для теплообмена разделяется по назначению, по принципу действия, по конструкции, по состоянию носителей тепла.

Если рассматривать назначение такого оборудования, оно разделяется на агрегаты для подогрева, испарители, оборудование, работающее в качестве конденсаторов и холодильные агрегаты.


В зависимости от принципа работы различаются на:

  • рекуперативные, в которых теплообмен между холодным и горячим носителем происходит через стенку, которая разделяет эти носители. Классическим примером можно считать подогреватели;
  • регенеративные, это те, в которых, наоборот, горячий носитель нагревает стенки оборудования, а холодный носитель, при прохождении через оборудование, забирает это тепло. Этот вид оборудования применяется в мартеновских печах, в стеклоплавильных печах;
  • смесительным называют оборудование, в котором обе среды смешиваются, и холодна и горячая, в результате чего происходит теплообмен. Его применяют в градирнях, в скрубберах.

В качестве носителей тепла могут выступать водяной пар, горячая вода и газы, как от дыма, так и вырабатываемые топками.

Наиболее распространённым носителем тепла считается водяной пар, так как у него стабильная температура конденсации и этим можно управлять. Также достоинством пара является и его высокий коэффициент теплоотдачи.

К недостаткам этого носителя можно отнести прямую зависимость увеличения давления от увеличения температуры нагревания пара и связанные с этим большие габаритные размеры оборудования.

На втором месте по распространению стоит горячая вода, которая так же, как и пар, имеет хорошую теплоотдачу. Её, в основном, используют в ТЭЦ, котельных и похожих установках.

Газы, вырабатываемые топками, применяются там, где нужен нагрев до высоких температур и применяются прямо на месте их производства.

Недостатками этого носителя является большая потеря тепла, практически до 30%, необходимость сооружать большие и толстые трубопроводы, увеличивать поверхности для лучшего теплообмена из-за невысокой теплоотдачи.

Для низкотемпературного оборудования, например в холодильных установках различного назначения, носителем холода являются хладагенты.

Теплообменное холодильное оборудование и его разновидности

В качестве хладагента может выступать как жидкость, так и газ. Иногда этот вещество может быть и в твердом виде. Эти вещества, например, фреоны, аммиак, елегаз и специальная разновидность углеводородов, имеют свойство кипеть и испаряться при комнатной температуре, поглощая при этом большое количество тепла, что и приводит к большому охлаждению.

В холодильном оборудовании существует замкнутый контур, где основными элементами являются компрессор, который сжимает газ или жидкость, которая затем поступает для охлаждения в конденсатор, после чего отправляется в дроссель (детандер), что бы получить расширение и затем в испарителе превращается в газообразное состояние.

Движение вещества происходит за счет того, что в конденсаторе давление высокое, которое сжижает вещество, а в испарителе создается, наоборот, низкое, которое переводит вещество в газ.

Эта система устанавливается на теплообменное холодильное оборудование, которое можно условно разделить на промышленное и бытовое.

От того, для чего предназначено оборудование, его делят на основное оборудование и вспомогательное. Основное оборудование это испарители и конденсаторы, вспомогательное это оборудование для соединения: ресиверы, сосуды, теплообменники.

По виду и конструкции их можно разделить на воздухоохладители, кожухотрубные испарители, конденсаторы, теплообменники.

Кожухотрубные испарители могут выпускаться по конструкции затопленными, то есть такими, в которых рабочее вещество кипит вне труби такими, в которых вещество кипит внутри труб. Применяются для промышленного применения в системах с холодильным охлаждением. В них могут применяться любой вид хладагентов.

Воздухоохладители выпускаются конструктивно с принудительной подачей воздуха и со свободной циркуляцией. Естественно , первый вариант работает более эффективно. Оборудование устанавливается как в домашних холодильниках и морозильных камерах, так и в промышленных, а также в холодильных шкафах и витринах.

Конеденсаторы могут быть как с воздушным, так и с водяным охлаждением. Оборудование с водяным охлаждением похожие по устройству на устройство испарителя и имею конструкцию кожухотрубную.

Теплообменники, это универсальные системы, которые могут применяться как в быту, так и на производстве. Могут быть различных размеров.

Изготовление и обслуживание теплообменников

Кроме выпускаемого стандартного оборудования, существует и индивидуальное изготовление теплообменного оборудования под выполнение определённой задачи.

Для того, что бы изготовить конструкцию под заказ, нужно решить несколько вопросов и сделать расчет теплообменного оборудования, которое нужно изготовить.

http://www.mhp.by/en/img/%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%83%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%B5-%D0%BF%D0%BE%D0%B4-%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%D0%BC02.jpg
Процесс изготовления теплообменной установки

Во первых, самое главное начала производства, для чего нужно оборудование. Это может быть климат – контроль, хранение замороженных продуктов, нагрев или охлаждение сырья перед обработкой, отвод тепла от оборудования.

Исходя из этого, нужно рассчитать производительность изготавливаемого оборудования. После решения первых двух пунктов рассчитывается необходимая производительность. Учитывая предыдущие факторы, выбирают тот тип системы охлаждения, которая наиболее приемлемая. Устанавливается температурный интервал, минимальные и максимальные значения с учетом выбранной погрешности. Выбирается вещество, которое будет работать в качестве теплоносителя. В зависимости от выбранного оборудования это может быть пар, хладагент, вода, воздух, масло и так далее.

Материал, из которого будет изготавливаться теплообменник, также играет немаловажную роль. Это может быть сталь, алюминий и его сплавы, медь и её сплавы. Уточняются и защитное покрытие. Все эти позиции уточняются с местом, где оно будет установлено, и какой уровень шума будет для этого места допустимым.

Для того, что бы установка работала без сбоев, не было ни поломок, ни засоров, нужно периодически проводить промывку и очистку теплообменного оборудования. Обычно заключают договор с компанией на этот вид обслуживания.

Существует два вида этих работ — это безразборная промывки и очистка и разборная.

Первый вид обработки применяют в случае, если оборудование изготавливалось методом пайки или сварки и разобрать его нет возможности, или степень загрязнения незначительная или даже средняя.

Когда же каналы и проходы полностью забиты разного вида отходами, накипью и др., нужно максимально разобрать установку, насколько это возможно и очистить проходы.

http://strojdvor.ru/wp-content/uploads/2015/10/44221-1032.jpg
Производится промывка оборудования

Поэтому профилактика позволяет избежать таких работ. При этом заменяются те детали, которые изнашиваются сильнее всего.

Теплообменники при этом промывают кислотой или другими веществами, не повреждающими само оборудование. Конечно, нужно доверить такие работы организации, которая имеет опыт работы и хорошие рекомендации.

Наиболее известные производители оборудования

К сожалению, современные реалии таковы, что производители теплообменного оборудования в основном только отечественные, иногда можно встретить китайского производителя.

http://armtorg.ru/images/news/17042012/7.jpg
Производство теплообменников в Белгороде

Достаточно большое количество таких предприятий и в Москве. Например, это Кельвион Машимпэкс, выпускающее отопительное оборудование и системы; Теплотекс Апв, выпускающее отопительное оборудование, энергетическое оборудование; Ро СВЕП, выпускающее промышленные отопительные системы; Группа Эксплотэкс, выпускающая компрессоры и компрессорное оборудование.

Отличается высоким качеством продукция РИДАН. Она производит как разборные пластинчатые теплообменники, так и паяные; ASTERA, продукция которой производится в России аналогичного ассортимента; ЭТРА ЭТ, российский производитель, производит оборудование для ЖКХ и других сфер промышленности.

Немецкий концерн FUNKE, который имеет заводы по всему миру. Выпускает теплообменники пластинчатого типа, которые знакомы нашим потребителям. Как разборные, так и паянные различных видов.

Шведский производитель ALFA LAVAL поставляет в Россию очень качественное оборудование, осуществляющее теплообмен посредством пластин, из жидкой среды в парообразную. Такие датские компании:DANFOSS, которая известна во всем мире и SONDEX A/S, оборудование которой можно поставлять в Россию. Датчане также представлены маркой Tranter, у которой оборудование отличается тем, что имеет повышенную стойкость при перегрузках.

http://static.progressivemediagroup.com/uploads/imagelibrary/power/tranter_lead1.jpg
Пример оборудования датской компании Tranter