Pločasti izmjenjivač topline: princip rada. Pločasti izmjenjivači topline: uređaj

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Izmjenjivači topline su uređaji jednostavnog dizajna, često uključeni u krugove raznih vrsta industrijske opreme. Ponekad se koriste u kućnim sustavima hlađenja i klimatizacije. Kao što naziv govori, ovi su uređaji dizajnirani da uzimaju toplinu iz jednog medija i prenose je na drugi.

Glavne vrste izmjenjivača topline

Specijalizirana oprema može koristiti različite vrste takvih uređaja: upletene, grafitne, ljuske i cijevi, spiralne itd. Ipak, najekonomičniji, učinkovitiji i najpopularniji tip je pločasti izmjenjivač topline. Njegov princip rada temelji se na jednostavnom prijenosu topline kroz metal. Istodobno, dimenzije ove vrste izmjenjivača su male, a cijena je niska. Takvi se uređaji mogu koristiti u opremi za razne namjene.

Obilježja dizajna

Pločasti izmjenjivač topline, uređaj i princip rada (dijagrami prikazani u članku supotvrdi) koji je zapravo vrlo jednostavan, sastoji se od sljedećih osnovnih elemenata:

• Prednja fiksna ploča s mlaznicama. Kroz potonje oba radna medija ulaze u izmjenjivač topline.
• Gornja i donja vodilica. Ovi su elementi potrebni za ukrućenje cijele strukture. Stražnja potpora uređaja obavlja istu funkciju.
• Pokretna stražnja ploča.
• Sami tanjuri.
• Brtve za brtvljenje koje istovremeno služe kao graničnici između ploča.

Ponekad se grane cijevi u takvim izmjenjivačima topline postavljaju ne samo na prednju, već i na stražnju ploču. U ovom slučaju sve ovisi o namjeni uređaja i načinu na koji je uključen u sustav. Prilikom montaže izmjenjivača topline koriste se i različiti potrošni materijali: montažni vijci, gumene čahure itd.

Moderni pločasti izmjenjivač topline: princip rada

Uređaj ovog tipa radi u križnom krugu. Sekcije se naizmjenično pune zagrijanim i ohlađenim medijem. Izmjena topline između njih odvija se kroz ploče. Punjenje sekcija tijekom rada uređaja osiguravaju brtve-brtve različitih oblika. Potonji mogu ili preskočiti medij ili ga odgoditi. Kao što vidite, ovo je vrlo jednostavan princip rada. Pločasti izmjenjivači topline dizajnirani su tako da se mediji u njima kreću jedan prema drugome. U ovom slučaju, grijanje se dovodi odozgo i izlazi u donju granu cijevi, a hlađeno, odnosno obrnuto.

Zato radisvi takvi uređaji. Princip rada pločastog izmjenjivača topline za potrošnu toplu vodu potpuno je isti kao i za modele dizajnirane za klimatizaciju, rashladna maziva itd. Jedina razlika je u vrstama medija koji prolaze kroz kućište. U modelu za opskrbu toplom vodom to je, odnosno voda, kod ostalih uređaja ove vrste može doći do izmjene između otopina, ulja, plinova itd.

Specifikacije

Prilikom odabira pločastih izmjenjivača topline, obično obratite pozornost na pokazatelje kao što su:

• power;
• trošak;
• područje materijala i ploča;
• materijala za brtvljenje;
• radna temperatura;
• dopuštena veličina čvrstih čestica u mediju;
• maksimalni radni tlak.

pločice uređaja

Tako smo saznali koji je princip rada pločastog izmjenjivača topline. Raspored ploča ove opreme jednostavne za korištenje je elementaran. Svaki ima 2 rupe za medije. Osim toga, ploče mogu imati uzorak koji olakšava smjer prolaska tekućina ili plinova. Njihova debljina ovisi o namjeni, dimenzijama uređaja i pritisku u njemu.

Budući da su ovi strukturni elementi izmjenjivača stalno u agresivnom okruženju, moraju biti izrađeni od najotpornijeg materijala na njega. Najčešće su ove ploče izrađene od nehrđajućeg čelika. U ovom slučaju obično se koristi razred 1.4404/AISI 316L. Takav čelik sadrži molibden, istoga je vrlo otporan na koroziju, oštećenja i napad klorida.

U slučaju da ne previše agresivni mediji prolaze kroz izmjenjivač topline, za izradu ploča mogu se koristiti i obični tipovi nehrđajućeg čelika. Vrlo često su ovi elementi također izrađeni od titana ili titan-paladija. U njihovoj proizvodnji se koriste i drugi materijali.

Brtve izmjenjivača topline

Trajnost i pouzdanost izmjenjivača topline ovisi o kvaliteti ovih elemenata. Brtve sprječavaju miješanje medija i vode ih duž određenog puta. Trenutno se u izmjenjivačima topline koriste samo dvije vrste takvih elemenata: pričvrsni i ljepljivi. Za izradu brtvi obično se koriste materijali na bazi gume. To može biti, na primjer, EPDM, PVR, Viton, itd.

Ljepljive brtve se montiraju u posebne utore na epoksidu. Opcije za pričvršćivanje se postavljaju pomoću posebnih elemenata za pričvršćivanje.

Snaga i potrošnja

Pločasti izmjenjivač topline, čiji je princip rada i dizajn prikladan, može se koristiti u različitim sektorima nacionalnog gospodarstva. I posljedično, snaga takvih uređaja varira u prilično širokom rasponu. Do danas različite vrste sustava grijanja i hlađenja koriste izmjenjivače topline kapaciteta od nekoliko stotina kilovata do desetaka megavata. Ovaj pokazatelj uglavnom ovisi o broju ploča koje se koriste u uređaju i njihovim veličinama.

Moderni izmjenjivači topline ovog tipa mogu raditi u rasponu radnih temperatura (od -30 do 200 oS). Bolje je, naravno, ako su ohlađeni i zagrijani mediji dovoljno čisti. Međutim, pločasti izmjenjivači topline nisu posebno osjetljivi na ovaj faktor. U većini modela, najveća dopuštena veličina čestica u mediju je 4 mm.

Temperatura i tlak

U našoj zemlji izmjenjivači topline se obično proizvode prema GOST 55118-83. Takvi uređaji u većini slučajeva mogu izdržati pritiske do 1,6 MPa. Temperatura radnog medija u domaćim modelima može varirati između -30 … +180 stupnjeva.

Opseg primjene

Može se koristiti pločasti izmjenjivač topline, čiji princip omogućuje da bude uključen u sustave širokog spektra dizajna:

1. U mehaničkoj proizvodnji. Korištenjem takvih uređaja hlade se tekućine za podmazivanje, hidraulička i prijenosna ulja, itd.
2. U klipnim i turbinskim motorima.
3. U elektranama.
4. U kompresorima.
5. U otpremi. Na brodovima se izmjenjivači topline uglavnom koriste za centralno hlađenje.
6. U lakoj industriji.
7. U strojarstvu i obradi metala.
8. U sustavima grijanja i klimatizacije.

Moderni lamelarniizmjenjivači topline, čiji smo uređaj i princip rada detaljno razmotrili u članku, stoga se oprema može smatrati pouzdanom, učinkovitom i prikladnom za korištenje. Osim toga, takvi modeli su jeftini u usporedbi s drugim sortama. Sve to čini njihovu upotrebu u raznim vrstama sustava hlađenja i grijanja više nego prikladnom.