Компактный пластинчатый теплообменник предназначен для передачи тепловой энергии от одной среды к другой без их непосредственного смешивания. Теплообмен происходит через тонкие профилированные пластины, собранные в пакет и образующие отдельные каналы для горячего и холодного теплоносителя. Такая конструкция обеспечивает большую площадь теплопередачи при сравнительно небольших габаритах оборудования.
Материал пластин подбирают с учетом температуры, давления и химического состава рабочей среды. В системах отопления и горячего водоснабжения широко применяется нержавеющая сталь, а для отдельных технологических процессов могут использоваться титан и другие коррозионностойкие материалы. Для организации принудительной циркуляции теплоносителя в составе системы устанавливают насосы для отопления, параметры которых подбирают по требуемому расходу и напору.
Конструктивные особенности пластинчатых теплообменников
Основу разборного пластинчатого теплообменника составляет пакет тонких гофрированных пластин с отверстиями для прохода рабочей среды. Соседние пластины устанавливаются в заданной последовательности, благодаря чему между ними формируются чередующиеся каналы для двух теплоносителей. Профиль поверхности создает интенсивное движение потока и способствует эффективной передаче тепла через стенку пластины.
Разделение сред обеспечивается системой уплотнений и самой схемой каналов. Теплоносители движутся по разным контурам и при исправном оборудовании не смешиваются. Для изменения расхода рабочей среды и автоматического поддержания заданных параметров системы могут применяться регулирующие клапаны, которые устанавливаются на соответствующих участках трубопровода.
В угловых зонах пластин расположены проходные отверстия, формирующие коллекторы для подачи и отвода теплоносителя. В разборных моделях герметичность каналов обеспечивают уплотнения, материал которых выбирают в зависимости от температуры и свойств рабочей среды. Такая конструкция позволяет проводить техническое обслуживание, очищать пакет пластин и при необходимости заменять отдельные элементы.
Типовой разборный пластинчатый теплообменник включает:
- неподвижную раму и прижимную плиту;
- верхнюю и нижнюю направляющие;
- пакет теплообменных пластин;
- межпластинчатые уплотнения;
- патрубки для подключения контуров;
- стяжные элементы для фиксации пакета;
- опорные элементы для установки оборудования.
При сборке пакет пластин размещается между плитами и стягивается до предусмотренного производителем размера. Через присоединительные патрубки теплоносители поступают в соответствующие каналы и движутся по рассчитанной схеме. Для контроля объема или объемного расхода жидкости на трубопроводах могут устанавливаться расходомеры. Такие приборы используются в системах теплоснабжения, водоснабжения и технологического учета параметров рабочей среды.
Виды пластинчатых теплообменников
По конструкции пластинчатые теплообменники могут быть разборными, паяными и сварными. Разборные модели удобны там, где требуется периодическая очистка, обслуживание или изменение тепловой мощности за счет корректировки количества пластин. Паяные аппараты отличаются компактностью и отсутствием межпластинчатых резиновых уплотнений, а сварные решения применяются для рабочих сред и режимов, предъявляющих повышенные требования к герметичности и стойкости оборудования.
По схеме движения теплоносителя используются одноходовые и многоходовые исполнения. Конкретная конфигурация определяется расчетом: учитываются требуемая тепловая мощность, температуры на входе и выходе, расход среды, допустимые потери давления и характеристики объекта. Поэтому выбирать пластинчатый теплообменник только по диаметру патрубков или внешним размерам неправильно.
Пластинчатые теплообменники применяются в системах отопления, горячего водоснабжения, индивидуальных и центральных тепловых пунктах, а также на коммерческих и промышленных объектах. При организации коммерческого учета тепловой энергии система дополнительно комплектуется измерительными приборами, в том числе теплосчетчиками, расходомерами, датчиками температуры и тепловычислителями.
При подборе теплообменника важно учитывать не только требуемую мощность, но и параметры обоих контуров: расход, температурный график, рабочее давление, свойства теплоносителя и допустимое гидравлическое сопротивление. Корректный теплотехнический расчет позволяет подобрать площадь теплообмена и количество пластин под конкретную систему, избежать неоправданного запаса оборудования и обеспечить стабильную работу теплообменного узла.
