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

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Izmjenjivači topline su uređaji jednostavnog dizajna, često uključeni u krugove raznih vrsta industrijske opreme. Ponekad se koriste u kućnim sistemima za hlađenje i klimatizaciju. Kao što ime govori, ovi uređaji su dizajnirani da uzimaju toplotu iz jednog medija i prenose je na drugi.

Glavni tipovi izmjenjivača topline

Specijalizovana oprema može koristiti različite vrste ovakvih uređaja: upletene, grafitne, školjke i cijevi, spiralne, itd. Ipak, najekonomičniji, najefikasniji i najpopularniji tip je pločasti izmjenjivač topline. Njegov princip rada zasniva se na jednostavnom prijenosu topline kroz metal. Istovremeno, dimenzije ovog tipa izmjenjivača su male, a cijena je niska. Ovakvi uređaji se mogu koristiti u opremi za različite svrhe.

Karakteristike dizajna

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

• Prednja fiksna ploča sa mlaznicama. Preko ovog drugog, oba radna medija ulaze u izmjenjivač topline.
• Gornja i donja vodilica. Ovi elementi su neophodni za učvršćivanje cijele konstrukcije. Zadnji oslonac uređaja obavlja istu funkciju.
• Zadnja pokretna ploča.
• Same ploče.
• Zaptivne brtve koje istovremeno služe kao graničnici između ploča.

Ponekad su ogranci u takvim izmenjivačima toplote instalirani ne samo na prednjoj, već i na zadnjoj ploči. U ovom slučaju sve ovisi o namjeni uređaja i načinu na koji je uključen u sistem. 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 unakrsnom krugu. Sekcije se naizmjenično pune zagrijanim i ohlađenim medijem. Izmjena topline između njih se odvija kroz ploče. Punjenje sekcija tokom rada uređaja osiguravaju brtve-zaptivke različitih oblika. Potonji mogu ili preskočiti medij ili ga odgoditi. Kao što vidite, ovo je vrlo jednostavan princip rada. Pločasti izmjenjivači topline su dizajnirani tako da se mediji u njima kreću jedan prema drugom. U ovom slučaju, grijanje se dovodi odozgo i izlazi u donju granu, a hlađeno, respektivno, obrnuto.

Zato radisvi takvi uređaji. Princip rada pločastog izmjenjivača topline za potrošnu toplu vodu potpuno je isti kao i kod modela dizajniranih 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 ovog tipa može doći do izmjene između otopina, ulja, plinova itd.

Specifikacije

Prilikom odabira pločastih izmjenjivača topline, obično obratite pažnju na indikatore kao što su:

• power;
• expense;
• površina materijala i ploča;
• zaptivni materijal;
• radna temperatura;
• dozvoljena veličina čvrstih čestica u mediju;
• maksimalni radni pritisak.

Tablice uređaja

Tako smo saznali koji je princip rada pločastog izmjenjivača topline. Raspored ploča ove opreme jednostavne za upotrebu je elementaran. Svaki ima 2 rupe za medije. Osim toga, ploče mogu imati uzorak koji olakšava smjer prolaska tekućina ili plinova. Njihova debljina zavisi od namjene, dimenzija uređaja i pritiska u njemu.

Pošto 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 se obično 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 nerđajućeg čelika. Vrlo često se ovi elementi izrađuju i od titanijuma ili titan-paladija. U njihovoj proizvodnji se koriste i drugi materijali.

Zaptivke 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 proizvodnju brtvi obično se koriste materijali na bazi gume. To može biti npr. EPDM, PVR, Viton, itd.

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

Snaga i potrošnja

Pločasti izmjenjivač topline, čiji je princip rada i dizajn pogodan, može se koristiti u različitim sektorima nacionalne ekonomije. I shodno tome, snaga takvih uređaja varira u prilično širokom rasponu. Do danas, različite vrste sistema grijanja i hlađenja koriste izmjenjivače topline kapaciteta od nekoliko stotina kilovata do desetina megavata. Ovaj indikator uglavnom zavisi od broja ploča koje se koriste u uređaju i njihovih veličina.

Savremeni izmenjivači toplote ovog tipa mogu da funkcionišu u opsegu radnih temperatura (od -30 do 200 oS). Bolje je, naravno, ako su hlađeni i zagrijani mediji dovoljno čisti. Međutim, pločasti izmjenjivači topline nisu posebno osjetljivi na ovaj faktor. U većini modela, maksimalna dozvoljena veličina čestica u mediju je 4 mm.

Temperatura i pritisak

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 kod domaćih modela može varirati između -30 … +180 stepeni.

Oblast primjene

Može se koristiti pločasti izmjenjivač topline, čiji princip omogućava da se uključi u sisteme širokog spektra dizajna:

1. U mehaničkoj proizvodnji. Korišćenjem ovakvih uređaja hlade se tečnosti za podmazivanje, hidraulična i transmisiona ulja, itd.
2. U klipnim i turbinskim motorima.
3. U elektranama.
4. U kompresorima.
5. U isporuci. Na brodovima se izmjenjivači topline uglavnom koriste za centralno hlađenje.
6. U lakoj industriji.
7. U mašinstvu i obradi metala.
8. U sistemima grijanja i klimatizacije.

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