Пластинчатый радиатор: конструкция устройства, принцип действия, основные разновидности, преимущества и недостатки

Пластинчатые радиаторы отопления. Пластинчатые радиаторы: варианты радиаторов

Для изготовления стальных плоских радиаторов отопления используются соединенные друг с другом штампованные металлические листы. Высокотехнологичная сварка способствует образованию надежных, прочных стыков.

Две соединенные плоскости-панели проявляют высокую степень теплоотдачи, в них образуется небольшая внутренняя полость, по которой циркулирует теплоноситель.

Чтобы как можно рациональнее использовать оборудование, нужно придерживаться рекомендованного температурного режима. Для оптимизации расхода топлива к плоскостям были добавлены ребра, в результате образовался новый класс техники – конвекционные оребренные батареи.

Дополнительные элементы крепятся к поверхности с помощью точечной сварки, в сечении оборудование имеет форму трапеции.

Плоские батареи в верхней части оснащены перфорацией – это зоны выхода нагретого воздуха. В кожух заключены металлические трубы, имеющие радиаторные пластины. Рабочая жидкость, циркулируя по трубкам, высвобождает часть нагретого воздуха, путь потоков проходит и через верхнюю зону с металлической перфорацией. В процессе нагревания лицевой части высвобождается еще немного тепловой энергии.

Плоские радиаторы оптимальны для систем отопления закрытого типа, их не целесообразно устанавливать в централизованные сети. Данные приборы работают с теплоносителями, проявляющими низкий уровень давления.

Чугунные секционные радиаторы

Первые разработки батарей из чугуна велись почти 150 лет назад нашим соотечественником. Через несколько лет патент получили американцы и доработали конструкцию. Популярность радиаторы получили после появления центральной системы отопления, а массовое их производство наладилось во времена промышленной революции.

Батареи, которые применялись в СССР и сейчас остались во многих домах, имеют марку МС 140. Значение «140» — мощность, отдаваемая одной секцией. Рабочее и испытательное давление батареи – 9 и 18 атмосфер соответственно. Количество секций – от 4 до 10.

Достоинств и недостатков у батарей этого типа приблизительно одинаковое количество.

• Длительный срок службы (более 50 лет);
• Доступная цена;
• Устойчивость к механическим повреждениям;
• Устойчивость к коррозии;
• Высокий абразивный износ. Камешки и песок в воде не наносят большого вреда батарее изнутри;
• Эффективность обогрева при максимальном количестве секций.
• Большой вес и громоздкость;
• Возможность разгерметизации стыков;
• Накопление ржавчины внутри при длительной эксплуатации;
• Непрезентабельный внешний вид;
• Сложность при встраивании радиаторов в автономные системы обогрева, невозможность экономии на теплоносителе;
• Затруднения при чистке.

Чугунные радиаторы в современном стиле

Самый старый вид радиаторов. Эти радиаторы отличают простота и строгость форм, плоский фасад, аккуратный дизайн. Греются они долго, зато все невзгоды центрального отопления выдерживают с честью. Они прочные, дешевые, служат лет 50. Поэтому, решая, какие выбрать виды радиаторов отопления, многие останавливаются именно на чугунных.

Производители: Производят бюджетные чугунные радиаторы украинские, российские, белорусские заводы. Но зарубежная продукция и качеством будут получше, и на вид посимпатичнее. Отметим фирмы Kоnner, Viadrus, DemirDöküm, Roca.

Радиаторы в стиле «ретро»

Каждый из этих радиаторов представляет собой маленький шедевр. Ведь чугунное художественное литье выглядит весьма изысканно, украшая собой любое помещение. К сожалению, стоит каждая такая батарея очень дорого.

Производители: Это фирмы из Англии, Германии, Франции, Турции, Китая. Например, компании Roca и Konner выпускают очень красивые модели.

+Плюсы:

• Они способны проработать не меньше 50 лет.
• Чугун химически пассивен, поэтому коррозии он «не по зубам».
• Лучевое излучение хорошо прогревает помещение с высокими потолками.
• При отключении отопления батареи долго остаются горячими.
• Низкая цена (кроме моделей, выполненных художественным литьем).

-Минусы:

• Долгий разогрев.
• Большой вес и габариты доставляют трудности при перевозке и монтаже.
• Радиаторы нуждаются в прочном креплении.
• Большой объем теплоносителя.
• Чугун – хрупкий металл. Гидроудар способен разорвать чугунную батарею.

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – 9-12 бар.
• Тепловая мощность (1 секции) – 100-160 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.

Алюминиевые радиаторы отопления

Как следует из названия это радиаторы сделанные полностью из алюминия. Здесь существует два вида радиаторов – литьевые и экструзионные. Оба их лучше использовать для автономного отопления – к централизованной системе они не подходят из-за давления и коррозии, которая вызвана некачественным теплоносителем в центральной теплосети.

Литьевые радиаторы

Радиаторы изготовленные методом литья под давлением, отличаются широкими каналами для горячей воды и прочными толстыми стенками.

Радиатор составлен из нескольких секций, которые при необходимости можно либо добавить, либо убрать лишние.

Экструзионные радиаторы

При этом способе производства (более дешевом) вертикальные части батареи выдавливают из алюминиевого сплава на экструдере. Коллектор отливают из силумина. Цельное изделие не поддается изменению – нельзя ни добавлять секции, ни убирать их. В этом заключается главный минус данного типа радиаторов.

Производители: Это в основном компании из Италии. В частности, можно назвать FARAL Green HP, ALUWORK, Sira Group (батареи ROVALL), Fondital.

+Плюсы:

• Эти радиаторы очень легкие, поэтому просто монтируются, не требуя применения прочных кронштейнов.
• По теплоотдаче они занимают одно из первых мест среди всех отопительных приборов.
• Они способны очень быстро нагреть комнату.
• Они экономичны и могут оснащаться температурным регулятором.
• Дизайн изделий современен и привлекателен.

-Минусы:

• Срок службы не очень велик – около 15 лет.
• Алюминий активен в химическом отношении, поэтому страдает от коррозии и требует качественного теплоносителя.
• При вытеснении воздуха образуется водород.
• Слабая конвекция.
• Возможны протечки между секциями.
• Гидроударам и скачкам давления радиаторы из алюминия противостоять не способны.

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – в среднем 6-16 бар.
• Тепловая мощность (1 секции) – 82-212 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.
• pH воды – 7-8.

Плоские стальные радиаторы: технические характеристики

Радиатор отопления стальной плоский сегодня самый популярный в Европе прибор. Его широкое применение объясняется компактностью. Кроме этого они адаптированы под автоматизированные отопительные системы, а технические характеристики стальных радиаторов отопления просто поражают.

Стальные пластинчатые радиаторы отопления имеют однорядное, двухрядное и трехрядное исполнение. Дополнительно они снабжаются конвективным оребрением.

Технические показатели: по максимальному давлению составляют до 10 бар, по температуре — до 140°C. Радиатор стальной плоский устанавливают и в однотрубных, и в двухтрубных схемах.
Чтобы произвести стальные плоские радиаторы отопления производители используют холоднокатаную сталь, отличающуюся прочностью и устойчивостью к коррозии.

Панельные стальные радиаторы

Такие радиаторы называются еще конвекторами, они имеют высокий КПД – до 75 %. Внутри радиаторов находится одна или несколько стальных нагревательных панелей и конвекторное оребрение.

Устройство стального панельного радиатора.

Панельные радиаторы – самое бюджетное решение для собственного дома и ввиду этого являются наиболее распространенными в системах автономного теплоснабжения. В зависимости от количества нагревательных панелей и конвекционного оребрения выделяют следующие типы радиаторов водяного отопления панельной конструкции: 10, 11, 20, 21, 22, 30, 33.

Производители: Это в основном европейские страны — Германия (Buderus и Kermi), Чехия (Korado), Италия (DeLonghi), Финляндия (PURMO). Цены у них не высокие, поэтому российские изготовители не очень сильно представлены на этом рынке. 

+Плюсы:

• Инерционность – низкая, отдача тепла — отличная.
• Объем теплоносителя мал, потребление энергии — небольшое.
• Эти радиаторы экологичны и безвредны, поэтому могут использоваться в больницах, школах и детсадах.
• Крайне низкая цена.

-Минусы:

• Если из системы отопления слить воду, то при соприкосновении кислорода со стенками радиатора начинает образовываться коррозия.
• Гидроудары опасны для стальных радиаторов. Поэтому в многоэтажных зданиях их использовать нельзя.
• Из-за конвекции возможны сквозняки и поднятие мелкой пыли.

Трубчатые стальные радиаторы

Конструкция радиатора представляет собой конструкцию из стальных труб, по которым проходит горячая вода. Производство таких приборов дороже, чем панельных, поэтому и цена их выше. 

Вариантов оформления существует множество – это настоящее пиршество для фантазии дизайнера.

Производители:

Из европейских стран-производителей можно назвать Германию (Kermi, Charleston, Zehnder Charleston, Arbonia) и Италию (Israp Tesi). Отечественные приборы, выпускаемые заводом КЗТО (Кимры), отличает рабочее давление до 15 бар. А модели «РС» и «Гармония» еще и защищены от коррозии полимерным покрытием.

Плюсы и минусы: У этих радиаторов, как и у панельных, имеются присущие стальным изделиям достоинства и недостатки. Однако по давлению у них показатели лучше (это плюс), а цена их существенно выше (это минус).

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – в среднем 6-10 бар (для панельных радиаторов) и 8-15 бар (для трубчатых радиаторов).
• Тепловая мощность (общая) – 1200-1600 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 110-120 градусов.
• рН воды – 8,3-9,5.

Конвекторные радиаторы

Радиаторы конвекторного типа подключаются к обычной системе отопления. Отличительная особенность совершенно иной способ функционирования.

Панельные, секционные или трубчатые радиаторы отдают тепло в окружающую среду со своей раскаленной поверхности, что позволяет нагреть помещение.

Работа конвекторов устроена иначе. Их конструкция предусматривает наличие множества тонких воздушных каналов, расположенных между ребрами пластин.

Воздух в комнате проходит сквозь них, при этом нагревается, становится легче и поднимается вверх, что обеспечивает непрерывное движение и смешение воздуха, т.е. постоянный подогрев

Это позволяет равномерно прогревать помещение, что немаловажно помехой не будет даже наличие множества предметов интерьера и перегородок

• Они легкие, компактные и надежные, т.к. произведены из меди, стали и алюминия — коррозионно-стойких материалов
• Требуется сравнительно небольшой объем воды в системе.
• Довольно быстро нагреваются и также быстро остывают
• Такие радиаторы позволяют нагревать комнаты с высокими потолками
• Система отопления с конвекторными радиаторами позволяет произвести экономию при покупке оборудования. Т.е. в такой системе используют трубы небольшого диаметра, достаточно малой мощности циркуляционного насоса и сам теплоноситель имеет небольшой объем.
• Очень простой монтаж, осуществить который можно не имея специальных навыков.
• Существует огромный выбор вариантов внешнего вида для корпуса конвектора. Что может стать красивым дополнением вашего интерьера. Заменить корпус очень просто и займет это всего лишь несколько минут.
• Повышенная безопасность, т.е. теплообменник закрыт корпусом полностью.

Все батареи имеют свои недостатки, которые носят функциональный характер. Конвекторный радиатор долговечен, экономичен, безопасен и достаточно красив. Единственный минус — высокая цена, ведь изготавливаются они из качественных и дорогих материалов.

Правильно отдать предпочтение тому или иному виду радиаторов поможет такая характеристика, как мощность.Рассчитать ее легко: в комнате с высотой потолка в 300 см и одним окном, для обогрева одного метра квадратного понадобится 100 Вт.

Когда в комнате две стены внешние, добавляем еще 20 %. При наличии двух внешних стен и двух окон, прибавляем 30%. При выходе окна на северную сторону — следует накинуть 10%.

Источник: https://ProUteplenie.com/otoplenie/plastinchatye-radiatory-otopleniya-harakteristiki-i-obzor

Пластинчатый радиатор

Альтернативой привычным секционным, панельным и трубчатым моделям есть так называемый пластинчатый радиатор. Его конструкция снабжает действенную передачу тепла при большой длине трубопроводов, что разрешает действенно использовать такие изделия не только в жилых зданиях, но и в публичных зданиях и промышленных объектах.

В нашей статье мы поведаем об изюминках пластинчатых моделей, и охарактеризуем их основные преимущества и недостатки.

Конструкция устройства

Ветхие пластинчатые радиаторы отопления в СССР употреблялись фактически наравне с привычными чугунными батареями. Их устанавливали в школах, поликлиниках, государственных учреждениях – т.е. там, где нужно было обогревать большой количество воздуха.

На сегодня конструкция аналогичных устройств была пара усовершенствована (по большей части за счет применения современных материалов), но неспециализированная схема осталась неизменной:

• Базу системы образовывает U-образная выгнутая трубка, по которой движется теплоноситель. На входе и на выходе устанавливаются краны, разрешающие отсечь радиатор от системы.

Обратите внимание! Значительно чаще употребляются простые шаровые вентили, потому, что регулировка поступления теплоносителя не нужно, а вот надежность нужна большая.

• На трубку надеваются теплообменные пластины. Они смогут быть изготовлены из того же материала, что и сама труба, либо же смогут быть сделаны из другого металла.

• Значительно чаще вся эта система планирует в тонкостенном железном корпусе, основной функцией которого есть защита теплообменников от пыли, от царапин и ожогов при взаимодействии с обогревателем уберегается человек. Для выхода тёплого воздуха в верхней части корпуса проделываются отверстия.

Принцип действия

Функционирует такая система достаточно просто:

• Теплоноситель (тёплая вода либо пар с большой температурой) под давлением до 20 атмосфер двигается по трубам. Наряду с этим высокая скорость движения ведет к тому, что при перемещении по контуру температура теплоносителя понижается незначительно.
• При прохождении через участок с теплообменниками вода отдает часть энергии пластинам. Те, со своей стороны, быстро нагреваются до большой температуры.

• Холодный воздушное пространство поступает в корпус радиатора через отверстия в нижней части.
• Большая площадь пластин облегчает теплоотдачу, потому, что они фактически всей поверхностью контактируют с воздухом.
• По окончании того как температура окружающей среды увеличивается, он поднимается вверх и выходит из корпуса через отверстия в крышке.

Обратите внимание! Имеется и бескорпусные модели, но эффективность их функционирования ниже за счет определенного процента потерь тепла.

Процесс вертикального перемещения воздуха при теплообмене происходит непрерывно и называется конвекцией. Сами же отопительные устройства довольно часто именуют конвекторами.

Необходимо подчернуть, что не всегда естественного подъема воздуха не редкость достаточно. В этом случае в нижней части корпуса монтируется вентилятор, который снабжает перемещение воздушных масс. С одной стороны, цена отопления наряду с этим возрастает за счет применения дополнительной электричества, но иначе значительно увеличивается и эффективность.

Основные разновидности

На сегодня рынок предлагает пара разновидностей батарей пластинчатого типа.

Их возможно условно поделить по ряду показателей:

Преимущества и недостатки

Востребованность пластинчатых радиаторов на ранке обогревателей для коммерческой и публичной недвижимости разъясняется их объективными преимуществами:

• Во-первых, высокая скорость движения теплоносителя разрешает прокладывать долгие контуры с минимальными утратами энергии.
• Во-вторых, отсутствие внутренних стыков делает систему только надежной: верно смонтированный контур без протечек и разрывов должен выдерживать опрессовочное давление до 40 атмосфер.

• В-третьих, несомненным плюсом есть дешевизна изделий и комплектующих к ним, обусловленная простотой конструкции. Это относится, в первую очередь, терморегуляторов, каковые функционируют по принципу дозирования потока теплоносителя.

Само собой разумеется, имеется и недостатки:

• С одной стороны, внешний вид радиаторов не радует, потому, что коробчатые корпуса не отличаются оригинальностью дизайна.
• С другой сторон, в случае если снять корпус, то ребра теплообменников будут забиваться пылью, что значительно снизит эффективность обогрева.

Совет! Кроме того закрытую батарею необходимо периодически очищать посредством пылесоса, удаляя загрязнения из выходных отверстий в верхней части корпуса.

Заключение

Пластинчатый стальной радиатор – это достаточно несложная, но наряду с этим действенная конструкция. Применять ее стоит не везде, но там, где необходимо быстро и действенно обогреть громадную площадь, она точно окажется уместной. Более детально изучить особенности таких батарей вы сможете, в случае если уделите время просмотру видео в данной статье.

Загрузка…

Источник: https://partner-tomsk.ru/otoplenie/plastinchatyiy-radiator-konstruktsiya-ustroystva-printsip

Пластинчатые теплообменники

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.

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.

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.

Конструкция разборного теплообменника

Разборный теплообменник состоит из следующих элементов:

Рисунок 2 – Конструкция пластинчатого теплообменнника

ПТ состоит из:

• 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.

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

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

Достоинства

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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).

6. 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.

7. 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.
8. 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 нагрузкиРисунок 8 – Вентиляционные каналы в прокладках для обнаружения возможных утечек

Недостатки

1. Ограничения температуры и давления: важное ограничение ПТ связано с пластинчатыми прокладками. Давление и температура, превышающие 25 атм и 160 °С соответственно, недопустимы, поскольку они могут привести к утечке стандартных прокладок. Однако прокладки, изготовленные из специальных материалов, выдерживают температуру до 400 °С, и есть возможность приварить или припаять пластины друг к другу, чтобы работать в более тяжелых условиях. Это имело бы дополнительные преимущества увеличения эксплуатационных пределов, а также возможность работы с агрессивными жидкостями, поскольку это исключило бы необходимость в прокладках. Однако ПТ утратит свои основные преимущества гибкости и простоты очистки, а оборудование станет более дорогим.
2. Высокий перепад давления: из-за гофрированных пластин и небольшого пространства потока между ними перепад давления из-за трения высок, что увеличивает затраты на перекачку. Падение давления может быть уменьшено путем увеличения числа проходов за проход и разделения потока на большее число каналов. Это уменьшает скорость потока в канале, следовательно, уменьшая коэффициент трения. Однако коэффициент конвективной теплопередачи также снижается, что снижает эффективность работы теплообменника.
3. Фазовый переход: в особых случаях ПТ могут использоваться в операциях конденсации или испарения, но не рекомендуются для газов и паров из-за ограниченного пространства внутри каналов и ограничений давления.
4. Типы жидкостей: обработка жидкостей, которые являются высоковязкими или содержат волокнистый материал, не рекомендуется из-за высокого перепада давления и проблем распределения потока внутри ПТ. Следует также учитывать совместимость между жидкостью и материалом прокладки. Следует избегать легковоспламеняющихся или токсичных жидкостей из-за возможности утечки.
5. Утечка: трение между металлическими пластинами может вызвать износ и образование небольших отверстий, которые трудно обнаружить. В качестве меры предосторожности рекомендуется нагнетать технологическую жидкость под давлением, чтобы уменьшить риск загрязнения в случае утечки из пластины.

Источник: https://pronpz.ru/plastinchatye/tipy-konstruk.html

Пластинчатые теплообменные аппараты: типы, устройство и принцип работы

Пластинчатый теплообменник – один из видов рекуперативных теплообменных аппаратов, в основе работы которого лежит теплообмен между двумя средами через контактную пластину без смешения.

Принцип работы всех пластинчатых теплообменных аппаратов одинаков:

1. На входы ТО подаются теплоносители.
2. Теплоносители движутся по внутреннему контуру теплообменного агрегата, который сформирован пакетом пластин.
3. В процессе движения, контактируя с поверхностью пластины, более горячий теплоноситель отдает часть тепла нагреваемой среде.
4. С выходов теплоносители, с изменившейся температурой, поступают в систему отопления, водоснабжения или вентиляции.
5. Входные и выходные отверстия теплообменных аппаратов могут иметь различное сечение (у агрегатов Ридан диаметр достигает 500 мм), и с помощью патрубков подключаются к трубопроводу основной системы.

Данный принцип действия и устройство пластинчатого ТО хорошо продемонстрированы в следующем видео:

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Виды пластинчатых теплообменников в зависимости от конструкции:

• разборные;
• паяные;
• сварные;
• полусварные.

Пластинчатые разборные теплообменные аппараты

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.

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.

Конструкционная схема разборного теплообменника

Разборный теплообменник состоит из следующих элементов:

• Неподвижная прижимная плита – основной элемент.
• 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.
• Пакет пластин – главный функциональный элемент, который образует внутренний контур устройства и осуществляет теплообмен.
• Несущая база – направляющая балка, на которую надеваются пластины во время сборки агрегата.
• Подвижная прижимная плита – прижимает весь пакет к неподвижной прижимной плите с помощью элементов крепления: стяжных болтов, подшипников, стопорных шайб.
• Опорная станина – вертикальный элемент, к которому прикрепляются направляющие балки (верхняя и нижняя несущие балки).

Благодаря высокой скорости рабочих сред внутри разборных теплообменных аппаратов отложения и засоры скапливаются на его внутренних поверхностях медленнее, чем на поверхностях кожухотрубных агрегатов.

Несомненное достоинство данного вида ТО – возможность полной разборки аппарата, что позволяет производить не только промывку пластин, но и их механическую очистку.

Также стоит отметить, что возможность полной разборки агрегата позволяет не заменять его целиком в случаях протечек, а быстро выявить нерабочие элементы, поменять их и вновь запустить теплообменник в эксплуатацию. При наличии необходимых запасных частей «под рукой» вся процедура займет от нескольких часов до 1 часа.

Паяные теплообменные аппараты

Паяные теплообменники также в своей основе содержат пакет пластин, но отличие от разборных заключается в том, что они спаяны между собой, поэтому сборка/разборка такого пакета – невозможна.

Пайка производится с помощью никеля или меди, поэтому обозначают два основных вида паяных пластинчатых теплообменников: никельпаяный и меднопаяный. Никелевый припой используется для аппаратов, которые будут работать с более агрессивными средами.

Паяный пластинчатый теплообменник в разрезе

Паяные теплообменные аппараты применяются в основном в бытовом сегменте благодаря своей низкой стоимости, простоте и небольшим габаритам. Чаще всего подобный тип устройств можно встретить в системах отопления частных домов, где теплообменник подключается к водонагревательному котлу.

Полусварные теплообменники

Полусварные теплообменные аппараты – агрегаты, в которых пакет пластин сделан комбинированным способом:

• пластины попарно свариваются между собой;
• с внешней стороны такого сдвоенного мини-пакета прикрепляются уплотнения;
• далее прикрепляется следующий сваренный мини-пакет.

Места попарной сварки пластин 

Подобный тип конструкции позволяет использовать полусварные теплообменные аппараты в работе с агрессивными средами или в охлаждении, поскольку сварка пластин исключает возможность утечки фреона в охлаждающем контуре.

Сварные теплообменники

Сварные теплообменные аппараты – устройства, в которых пластины сварены между собой без использования уплотнителей.

Внешний вид сварного теплообменника

Один из потоков теплоносителей движется по гофрированным каналам, второй по трубчатым. Принцип работы пластинчатого сварного теплообменника показан в этом видео:

Принцип работы сварного теплообменника

Сварные теплообменные аппараты применяются в технических процессах с предельными параметрами: высокими температурами (до 900 градусов Цельсия), давлением (до 100 бар) и крайне агрессивными средами, поскольку отсутствие резиновых уплотнителей и сварной метод сцепления исключают возможность протечки и смешения сред.

Основные недостатки подобного типа агрегатов: высокая стоимость и габариты.

Пластинчатые теплообменные аппараты используются в:

• энергетике;
• отоплении;
• вентиляции и кондиционировании;
• судоходстве;
• пищевой промышленности;
• машиностроении;
• автомобилестроении;
• металлургии.

Пластинчатый теплообменник имеет различные технические характеристики в зависимости от типа конструкции:

Преимущества:

• Удобство транспортировки и монтажа, поскольку пластинчатый теплообменник имеет меньшие габариты, чем другие виды рекуперативных теплообменных аппаратов.

• Простота обслуживания – разборные, полусварные и сварные теплообменники легко промывать, так как они либо полностью разбираются, как в случае с разборными агрегатами, либо частично, предоставляя доступ к пластинам, как полусварные и сварные аппараты.

• Высокая производительность – КПД пластинчатых агрегатов достигает 95%.
• Цена – стоимость пластинчатых установок ниже, чем аналогичных кожухотрубных, спиральных или блочных агрегатов.

Недостатки:

• Часто требуется заземление. Поскольку пластины имеют малую толщину – они подвержены воздействию блуждающих токов, что приводит к появлению дырок в них.
• Более требовательны к качеству очистки теплоносителя.

  Так как между пластинами расстояние небольшое, то каналы будут загрязняться быстрее, чем внутренние поверхности кожухотрубного теплообменника, что в свою очередь приводит к снижению коэффициента теплопередачи и, как следствие, КПД пластинчатого теплообменника.

Пластинчатый теплообменник – это современный тип теплообменных аппаратов, которые активно вытесняют аналоги устаревших типов, такие как кожухотрубные агрегаты. Этому способствует их компактность, низкая цена и высокие показатели технических характеристик.

В следующей статье мы рассмотрим, как происходит сборка и разборка пластинчатого теплообменника.

Подписывайтесь на наши новости!

Источник: https://proteplo.org/blog/plastinchatiy-teploobmennik