Пластинчатый теплообменник — компактная теплоэнергетическая установка, обеспечивающая обмен тепловой энергией между различными средами. По характеру взаимодействия фаз он относится к рекуперативному оборудованию поверхностного типа, у которого в качестве теплоносителей применяется газ, вода и ее пары.

Конструкция пластинчатого теплообменника собирается из гофрированных пластин, изготовленных из высоколегированных сплавов методом холодной штамповки. Они набираются в единый пакет и создают щелевые каналы, по которым в принудительном турбулентном потоке независимо движутся две среды (нагреваемая и охлаждающая), одновременно омывающие каждую перегородку с разных сторон.

Подача и отвод носителей осуществляется через порты коллекторов. Для герметичности каждая стенка оснащается фасонным и кольцевым уплотнением. Далее пакет закрывается основной и прижимной плитами, после чего жестко фиксируется стяжными болтами. Пластинчатые теплообменники паяного типа изготавливаются в неразборном корпусе. Таким образом:

• Исключается контакт внешней атмосферы с движущимися в противотоке теплоносителями.
• Обуславливается легкость управления и равномерность теплопередачи.
• Обеспечивается высокий КПД и предельная компактность.
• Значительный эксплуатационный ресурс.

Пластины могут быть толщиной от 0.4 ÷ 1,0 мм и иметь индивидуальный профиль гофры. Наиболее распространен V-образный способ создания оребрения. Ведущие лидеры, такие как шведская группа компаний Alfa Laval и российский производитель «Теплотекс АПВ», используют пластины с оригинальным запатентованным штампом, который обуславливает образование требуемой турбулентности носителей и наибольшую теплоотдачу.

В роли материала прокладок применяют этилен-пропиленовый или фторовый каучуки, обладающие отличной эластичностью, механической прочностью и износостойкостью. Поэтому прежде чем купить пластинчатый теплообменник, следует понять, что только высокотехнологичное производство обеспечивает безупречную чистоту поверхности и равномерность толщины пластин, так как именно эти факторы определяют степень долговечности и функциональности агрегата.

Основные виды

Пластинчатые теплообменные аппараты классифицируются по технологии изготовления и по особенностям движения потоков.

В первом случае их разделяют на:

• Паяные. Они отличаются монолитным корпусом и характеризуются малым внутренним объемом и способностью успешно противостоять перепадам давления.
• Полусварные. Предназначены для промышленного использования с присутствием одной агрессивной среды, в частности фреонов, или при повышенном уровне как температуры, так и давления. Систематически требуется промывка рекуператоров данного типа в силу специфики конструкции пластинчатых теплообменников.
• Разборные. Эти модели полностью ремонтопригодны, пригодны для бытового и профессионального применения. Позволяют адаптировать технические характеристики при изменении нагрузки.

По назначению и компоновке представлены следующие виды:

• Одноходовые. Их можно сразу определить по одностороннему нахождению патрубков, так как перемещение потоков идет в одном направлении, а противоток создается путем антагонистического расположения портов подачи.
• Двухходовые. Компилируются из 2-х одноходовых блоков, и соответственно обладает двумя фронтальными головными панелями, оснащенными присоединительными штуцерами. За счет эффективности и небольших размеров это оптимальный по принципу работы теплообменник для горячего водоснабжения.
• Многоконтурные. Получили распространение только для специализированных технологических процессов со сложной схемой вариации тепловых режимов.

Области применения

В мире теплоэнергетики пластинчатый теплообменный аппарат совершил инновационный прорыв и мгновенно вытеснил с рынка громоздкие и менее эффективные аналоги.

Рекуперативные процессы теплообмена – неотъемлемые технологические циклы в коммунальной и в производственной сфере.

Применение пластинчатых теплообменников возможно классифицировать по следующим категориям:

• В системах охлаждения оборудования в машиностроительной и судостроительной отраслях, в металлообработке и легкой промышленности.
• На объектах коммунального теплоснабжения, ГВС и кондиционирования.
• В составе комплексов по выпуску пищевой и химической продукции.

Чтобы правильно сделать выбор, потребуется произвести расчет на прочность и проектную мощность в зависимости от принципа действия пластинчатого теплообменника. Общие алгоритмы дают ощутимую погрешность, так как ввиду конструктивных особенностей необходимо вводить многочисленные коэффициенты.

Кожухопластинчатый теплообменник - это теплообменное оборудование, конструктивно представляющее идеальное сочетание кожухотрубных и пластинчатых теплообменных аппаратов; объединяя в себе лучшие достоинства обоих: эффективность пластинчатого и безопасность кожухотрубчатого.

Внутренние перегородки свариваются вместе, исключая использование резиновых уплотнений. Благодаря этому подобный тип теплообменного оборудования может работать при температуре от -200 °С до 500 °С, обладая высокой резистентностью к агрессивным теплоносителям.

Тепловая производительность изделий может достигать 100,000 кВт при величине рабочего давления до 100 бар. КПД впечатляет, доходя до 95%.

Области использования кожухопластинчатых теплообменников разнообразны:

1. Работают в системах централизованного теплоснабжения в качестве конденсатора и испарителя.

2. Купить кожухопластинчатые теплообменники весьма разумно для комплексов обогрева и охлаждения масла.

3. Применение кожухопластинчатых теплообменников в роли экономайзера и рекуператора для утилизации газов становится все более популярным и востребованным решением.

4. Цена кожухопластинчатого теплообменника не выступает лимитирующим звеном для применения в качестве первичного теплообменного аппарата котельных, косвенно выполняя своего рода защиту котла от вызывающих отложения примесей из теплотрассы. К несомненным преимуществам можно отнести применяемый и достаточно простой метод односторонней промывки.

5. В схемах, подразумевающих наличие больших и асимметричных потоков жидких рабочих сред, данное тепломеханическое оборудование выгодно отличается на фоне альтернативных видов рекуператоров.

6. Широко распространен в большой теплоэнергетике, химической, нефтяной, металлургической и газовой промышленности.

7. Ими агрегатируются большинство технологических установок, утилизирующих процессы передачи тепла в других отраслях производственно-технического комплекса России.

Корпус кожухопластинчатого теплообменника при заводском производстве выполняется съемным, что обеспечивает доступ к пакету пластин при проведении ревизии, ремонта и сервисного обслуживания.

Сопроводительная документация включает в себя выполнение всех действующих требований нормативных документов Российской Федерации, предъявляемых к сосудам, работающим под давлением.

Устройство кожухопластинчатых теплообменников, схема и принцип работы

Теплопередающая поверхность кожухопластинчатого теплообменника состоит из штампованных гофрированных пластин. Стенки, сваренные между собой по периметру, образуют два контура каналов сложной формы, герметичных и попеременно чередующихся. Максимальный уровень теплопередачи достигается путем внедрения гофрированных профилей, турбулизирующих естественным образом движущиеся потоки. Движение носителей может осуществляться противотоком, прямотоком или перекрестно.

Многоходовая схема со стороны кожуха или пакета пластин допустима у цельносварных агрегатов в случае малых разностей температур проходящих потоков.

В одноходовом варианте зачастую применяется снятие крышки кожуха, обеспечивая тем самым быстроту визуального осмотра внутренней полости и механической чистки нерастворимых отложений.

При компактном исполнении на передней крышке размещаются подающий и отводящий патрубки.

Технические характеристики кожухопластинчатых теплообменников "Теплотекс АПВ"

Весь цивилизованный мир интенсивно внедряет энергосберегающие стандарты. Именно поэтому целесообразно купить паяные пластинчатые теплообменники по цене от российского производителя, превосходящие другие типы теплообменных аппаратов по надежности и энергоэффективности. Использование подобного средства передачи тепловой энергии между жидкими, газообразными и парообразными средами не менее актуально и для Российской Федерации.

Можно выделить следующие основные области их использования:

• Системы кондиционирования, вентиляции и холодоснабжения;
• Промышленные и бытовые коммуникации обогрева и тепловодоснабжения;
• Пищевая, текстильная, фармацевтическая и целлюлозно-бумажная индустрии.

Конструктивные особенности и применение.

Модификация отличается неразборной и механически прочной конструкцией и собирается из тонких штампов, которые изготавливаются из легированных сталей, имеют специфический рифленый профиль и десятый класс шероховатости поверхности. Если плохая водоподготовка вызовет загрязнение внутренней полости паяного теплообменника, то его всегда можно элементарно очистить противотоком или посредством бустерных очистителей.

Наружные стенки не задействованы в циркуляции и обеспечивают дополнительную теплоизоляцию. Собранный пакет запаивается внешним медным или никелевым контуром в вакуумной печи.

Монолитный внешний корпус и отсутствие резиновых уплотнений предопределяют абсолютную герметичность и низкие потери давления. Встречно-параллельное расположение пластин с V-образными рифлями, полноценный контакт теплоносителя с рабочей площадью теплообменника паяного пластинчатого и сложный лабиринт коллекторов интенсифицируют теплообмен, создавая:

• Независимую циркуляцию двух магистралей с разной температурой;
• Равномерное распределение тепловой энергии в носителях;
• Минимальную себестоимость изделия;
• Хорошую энергетическую эффективность.

Гладкая поверхность, химическая инертность нержавеющих сталей и отличная турбулентность обуславливают самоочищение пластин. Поэтому паяный пластинчатый теплообменник может использоваться в качестве:

• Охладителя и нагревателя жидкой и газовой рабочей среды;
• Экономайзера, испарителя и конденсатора;
• Утилизатора и рекуператора тепла.

К тому же можно подобрать и купить паяный пластинчатый теплообменник, оснащенный опциональными датчиками, устройствами защиты и крепежными комплектующими.

Преимущества.

Внедрение данного типа теплообменного оборудования не выдвигает каких-либо особенных требований и степени автоматизации процесса. Несложные манипуляции по установке минимизируют время и затраты на монтаж. Для удобного подключения присоединительные фитинги расположены на одной стороне, выполнены в стандартной дюймовой размерности и обеспечены повышенным квалитетом точности.

Многоуровневый контроль, экспериментальные испытания и процедура сертификации гарантируют, что компания производит высоконадежный паяный теплообменник, а цена его объективна и незначительна по сравнению с его многочисленными эксплуатационными и конструкторскими достоинствами:

• Способность выдерживать давление до 25 атм и гидравлические удары;
• Относительно небольшие массо-габаритные характеристики;
• Широкий диапазон мощности и температур;
• Высокий коэффициент теплопередачи;
• Малый объем внутреннего контура.

Различные вариации исполнения и способы подключения дают возможность подобрать оптимальный вариант для производственных и потребительских нужд, но прежде чем паяный теплообменник купить, необходимо тщательно определиться с его назначением и условиями эксплуатации. Это позволит обеспечить максимальную энергоэффективность и функциональность всей системы в целом.

Паяные пластинчатые теплообменники "Теплотекс АПВ" могут быть использованы для нагрева и охлаждения жидких сред в системах отопления, охлаждения и производственных процессах. Соприкасающиеся с рабочей средой детали теплообменника выполнены из нержавеющей стали марки 1.4401 (AISI 316) или 1.4404 (AISI 316L). Материал припоя: медь 99,9%.

Конструкция:

Все изделия имеют:

- Сертификат соответствия техническому регламенту о безопасности машин и оборудования;

- Разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применение на взрывопожароопасных и химически опасных производствах и объектах;

- Санитарно-эпидемиологическое заключение, удостоверяющее производство паяных теплообменников в соответствии с ТУ 3612-002-13573683-04 и соответствуют санитарным правилам.

Основной типоразмерный ряд:

Кожухи:

Серый RAL 7040

Класс материала B1 по DIN 4102

Полистирол (без ПВХ)

Изоляция:

Полиуретан,

Материал класса B2, не содержит галогенов

Температура до 130 ° С

Теплопроводность 0,027 Вт / мК

Соединения:

Соединения резьбовые по DIN ISO 228 BSP (DIN 259).

BSP - (British Standard Pipe Thread) Британские трубные несамоуплотняющиеся цилиндрические резьбы.

Сварные теплообменники применяются в условиях высоких температур и давлений, на большие единичные тепловые мощности 10-100 МВт и более, часто используется в качестве паровых конденсаторов, для нагрева-охлаждения агрессивных сред в тех случаях, когда использование резиновых уплотнений не рекомендуется.

Hybrid — полностью сварной теплообменник без уплотнений, состоящий из сварного пакета пластин и прочного корпуса.

Материал пластин: сталь 316L, 316Ti, SMO254, C276.
Материал корпуса: углеродистая сталь и другие поддающиеся сварке материалы.
Мин./Макс. расчетная температура: -30 °С/+350 °С ,
Максимальное расчетное давление до 45 бар.

Теплообменники Нybrid подразделяются на полностью сварные теплообменники стандартного ряда и теплообменники индивидуального технологического исполнения.

Конструкция сварного теплообменника

Теплопередающая поверхность

Поперечное сечение трубчатых каналов в сварном теплообменнике.

Пакет пластин в корпусе гибридного теплообменника.

Пример реализованного проекта "Теплотекс АПВ":

Адлерская ТЭЦ (паро-водяной подогреватель сетевой воды)

За основу разборных пластинчатых теплообменников производства «Теплотекс АПВ» взят типоразмерный ряд пластин известной датской компании APV Heat Exchangers с различным профилем рабочей поверхности и площадью пластины от 0,018 м2 до 4,75 м2.

Типоразмерный ряд пластин разборных теплообменников "Теплотекс АПВ".

Каналы, образованные пластинами APV, имеют несколько большее поперечное сечение, чем у других производителей. Поэтому при использовании в горячем водоснабжении в составе разборных пластинчатых теплообменников они медленнее загрязняются из-за некачественной подготовки водопроводной воды.

Все пластины APV, независимо от цены теплообменника, обеспечивают равномерное распределение теплоносителя по ширине канала. Специальная форма штампа позволяет выровнять сопротивление по ширине канала.

Пластины одного типоразмера могут иметь угол наклона гофр к горизонтальной оси 30° (так называемые «жесткие» пластины) и 60° («мягкие» пластины). Для жестких пластин характерна большая тепловая производительность и большие потери напора, для мягких пластин – меньшая тепловая производительность и меньшие потери напора. В одном разборном пластинчатом теплообменнике допускается использовать и жесткие, и мягкие пластины. Это еще один способ максимально приблизиться к заданной производительности и допустимым потерям напора приинимальной поверхности нагрева.

На больших тепловых пунктах необходимо использовать именно разборные пластинчатые теплообменники.

«Теплотекс АПВ» производит разборные теплообменники на базе 20 типов пластин APV (табл.1), специально разработанных для нужд теплоэнергетики и промышленности. Единичная мощность разборного пластинчатого теплообменника «Теплотекс АПВ» лежит в диапазоне от 20 кВт до 75 МВт, максимальное рабочее давление составляет 2,5 МПа, максимальная рабочая температура 200 °С.

Компания "Теплотекс АПВ" уведомляет о замене маркировки разборных теплообменников.

В дальнейшем будет использоваться более интуитивно понятное обозначение, где цифровая величина в маркировке теплообменника соответствует диаметру соединений данного теплообменного аппарата. Основной (с возможностью отгрузки со склада от 1-3 дней) типоразмерный ряд разборных пластинчатых теплообменников "Теплотекс АПВ" представлен ниже в таблице

Технические характеристики пластинчатых разборных теплообменников