Теплообменники – устройства для передачи тепла от теплоносителя к нагреваемой среде. Оборудование применяется в энергетике, металлургии, химической отрасли, в системах отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования и других сферах.
Различаются теплообменники по конструктивным особенностям, способам передачи тепловой энергии, среде применения.
Типы теплообменников по принципу работы
По взаимодействию между средами теплообменные устройства бывают поверхностными и смесительными.
Поверхностные
Теплоноситель и нагреваемая среда не смешиваются. Передача тепловой энергии происходит с помощью общей контактной поверхности.
К поверхностным теплообменникам относят пластинчатые изделия, трубки в кожухотрубных вариантах.
Смесительные
Нагревание холодной среды происходит путем ее смешивания с горячей. Происходит непосредственный контакт жидкостей.
К смесительному типу относится градирни, которые часто применяются в промышленности. Принцип работы: охлаждение большого объема жидкой среды путем воздействия направленного воздушного потока. А также паровые барботеры, подогреватели соплового типа и другие агрегаты.
Виды по способу передачи тепла
Тепло от теплоносителя к холодной среде может поступать непрерывно или периодически. По этому принципу выделяют 2 вида оборудования:
- Рекуперативные – постоянный обмен тепловой энергией. Самый яркий пример – пластинчатый разборный теплообменник.
- Регенеративные – движение сред имеет периодический характер. Применяются чаще для охлаждения, нагрева воздушных масс.
Рекуперативные модели активно применяются в ГВС, отопительной системе. А регенеративного устанавливаются в кондиционеры, сплит системы для многоэтажных офисов.
Виды по конструктивным особенностям
По форме все теплообменники делятся на две большие группы: пластинчатые и трубчатые.
Пластинчатые
Устройства постоянно используются в разных областях промышленности, при обустройстве, прокладке ГВС и отопительных систем. Состоят они из набора пластинок и каналов. Входные и выходные патрубки чаще всего расположены на передней и задней плите, что облегчает их установку, применение.
Устройство оборудования
Зависит от типа изделий. К примеру, в разборные модели входит:
- Неподвижная плита – основной прижимной конструктивный элемент.
- Пластины из нержавеющей стали или титана с уплотнительными прокладками.
- Пакет пластин, в котором перемещается теплоноситель и нагреваемая среда.
- Несущая база, служащая опорой для пластин.
- Прижимная плита, фиксирующая всю конструкцию с помощью стяжных болтов, подшипников и специальных стопорных шайб.
- Опорная станина – вертикальная деталь, к которой фиксируются направляющие балки.
В паяных неразборных моделях не предусмотрены подвижные элементы, которые можно снять для проведения технического обслуживания устройства.
Виды пластинчатых теплообменников
К основным подвидам устройств относят:
- Разборные. Для герметизации применяются уплотнители из резины. Устройства легко обслуживать: промывать, ремонтировать. Требуется регулярная смена уплотнительных прокладок.
- Паяные. Обладают повышенной прочностью. Изготавливаются из нержавеющей стали путем пайки в условиях вакуума. Применимы для работы с кислотами, щелочами.
- Сварные. Изготавливаются из титана, стали, никелевых сплавов. Можно устанавливать в условиях повышенного давления, высокой температуры.
- Полусварные, в которых пластины припаяны попарно друг к другу.
Теплообменники данного типа чаще применяются при обустройстве системы горячего водоснабжения в многоэтажных и частных домах.
Их достоинства: высокое КПД (до 90%), хороший коэффициент передачи тепловой энергии, компактность. Количество пластин можно нарастить для увеличения мощности теплообменника.
Трубчатые
Чаще устанавливаются на производства и в качестве конструктивного элемента бытовой техники (холодильное оборудование, кондиционеры, сплит-системы).
Преимущества – устойчивость к разным воздействиям рабочей среды: высокие, низкие температуры, кислоты, щелочи, повышенное давление.
Они более устойчивы к гидроударам, чем пластинчатые. Их можно применять при небольшой разнице температур нагревающей и нагреваемой среды. А также устанавливать для работы с загрязненными средами.
Разновидности трубчатых конструкций
Самая популярная трубчатая модель – конструкция «труба в трубе». Принцип ее работы: по внутреннему контуру идет теплоноситель, по наружному – теплоприемник.
К трубчатым теплообменникам также относят следующие устройства:
- Кожухотрубные – множество труб небольшого сечения, собранные в одном кожухе. Все элементы соединены в решетку. Готовые изделия обладают компактным размером и высокой эффективностью.
- Витые – системы трубок, закручивающихся вокруг сердечника. Высокопродуктивные модели для разных рабочих сред.
- Спиральные – аналогичны витыми, но трубки обвивают центральную перегородку приора. Применяются для нагрева и охлаждения вязких, тягучих жидкостей.
- Оросительные. Выполнены в виде спирали с желобом для стекания жидкости. Актуальны для вентиляционного оборудования, применяются в морозильных и холодильных камерах.
Трубчатые теплообменники в быту встречаются реже пластинчатых.
Оборудование по типу используемых сред
Теплообменное оборудование применяется в самых разных сферах, поэтому оно способно нагревать и остужать не только жидкости.
По типу используемых сред выделяют три класса теплообменников:
- Жидкость–жидкость. Обе среды являются жидкостями, к примеру, подогреватели, охладители, конденсаторы.
- Газ–жидкость. Теплообмен происходит между газообразной и жидкой средами. Например, теплообменники в системах отопления.
- Газ–газ. Обе рабочие среды являются газами. Это различные нагреватели воздуха и теплообменное оборудование в газовых установках.
Материал основных узлов теплообменника подбирается по агрессивности рабочих сред.
Разновидности по материалу
Для выполнения основной роли – нагрева и охлаждения среду, теплообменники изготавливаются только из прочных, долговечных материалов, которые можно очистить специальными жидкостями при техническом обслуживании оборудования.
Популярны стальные теплообменники. Для неагрессивных сред допустимо применение углеродистой стали; для агрессивны – нержавеющей; для работы под давлением – специальные стальные сплавы.
В отопительных системах и установках для охлаждения воздуха применяются медные теплообменники. Они отличаются повышенной устойчивостью к коррозии.
Никелевые устройства применяются для агрессивных сред и особо высоких температур. Никель устойчив к высоким температурным нагрузкам.
Композитные модели активно применяются в авиационной и космической промышленности. Такие материалы отличаются высокой теплопередачей и малым весом.
Редко используются пластмассовое теплообменное оборудование. Оно отличается химической стойкостью, но малым запасом прочности, надежности.
Как выбрать теплообменник
Выбирается теплообменное устройство по основным характеристикам:
- Назначение: для отопления, ГВС, системы охлаждения, конденсации, для промышленного оборудования, металлургии, химической отрасли и т.д.
- Тип рабочих сред: вода, масло, пар, продукты нефтепереработки, щелочки, кислоты, пищевые жидкости и прочее.
- Температурные показатели: оценивается температура среды на входе и на выходе, причем и горячего носителя и нагреваемой жидкости, газа.
- Показатели давления в системе. Оценивает предельное давление, с которым среды могут поступить в теплообменник, и возможные колебания в показателях.
- Расход теплоносителя, который должен пройти через устройство.
- Материал изделия: тип металлического сплава, характеристики которого обязаны соответствовать химически-физическим параметрам рабочих сред.
- Конструктивные особенности – пластинчатый, трубчатый и прочее.
- Габариты и масса.
Подбором и расчетом теплообменного оборудования занимается инженер-технолог. Он применяет специальные формулы для проведения теплового, конструктивного, гидравлического расчета.
При необходимости замены теплообменника в уже работающем оборудовании стоит посмотреть вид, артикул модели, установленный производителем или специалистами. И приобрести точно такой же агрегат.
|
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые
покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по
приобретению подшипников и комплектующих на почту или
звоните сейчас:
+7(499)403
39 91
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте themechanic.ru
|
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+74993506619
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+74993506619
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
