Навигация
Теплообменный аппарат – одно из самых востребованных и часто применяемых устройств в процессах нагрева и охлаждения. Причем независимо от того, для каких нужд изменяют температуру среды: бытовых, коммерческих, коммунальных или промышленных. В каждом отдельном случае подбирают теплообменник, отвечающий техническим и эксплуатационным требованиям. Поэтому аппараты могут различаться конструкцией, габаритами, тепловой производительностью.
В статье рассматриваем пластинчатые теплообменники в двух конструктивных исполнениях: паяном и разборном. Приводим примеры моделей и даем рекомендации по применению.
Особенности паяных пластинчатых теплообменников
Паяный теплообменный аппарат – это цельносварная конструкция. Рабочим элементом у такого устройства выступают профилированные металлические пластины. Пластинчатые детали набирают, в зависимости от требуемой теплопроизводительности и соединяют сваркой никелевым либо медным припоем. Помимо этого, к аппарату привариваются входные и выходные патрубки. В результате теплообменник представляет собой герметичный, жесткий блок с четкими рабочими параметрами без возможности их изменения.
По такому же принципу выполнены модели линейки Funke GPLK 55 с пакетом пластин из нержавеющей стали марки AISI 316L. Особенность теплообменников этой линейки состоит в сбалансированном соотношении повышенной эффективности теплопередачи и низких потерь давления. Это достигается V-образной формой профиля, вызывающей интенсивную турбулентность потока, при любом объемном расходе. Поэтому модели этого ряда подходят для работы с рабочими средами пониженной вязкости.
Второй яркий пример эффективных паяных аппаратов – теплообменники Funke NPL 5. Это специальная серия, которая по конструкции и принципу действия аналогична линейке GPLK, но отличается никелевым припоем. Благодаря такому решению теплообменные устройства могут работать с аммиачной средой, а также с силиконовыми маслами и деминерализованной водой.
Независимо от конструктивных особенностей, материала пластин и типа припоя, все паяные теплообменники работают по принципу теплообмена между двумя средами: более и менее нагретыми. Теплопередача от горячей к холодной среде осуществляется через поверхность пластины, установленной между ними. При этом нагреваемая и нагревающая жидкости/пар входят через разные патрубки и распределяются по всему объему пластинчатых элементов с обеих сторон, не смешиваясь.
Таким образом одномоментно в объеме всего паяного блока движется много параллельных потоков, чем и достигается высокая тепловая эффективность теплообменников. Благодаря этому жидкость за один проход нагревается/охлаждается до требуемой температуры.
Особенности разборного пластинчатого теплообменника
Основное отличие теплообменных аппаратов этого типа – разборная конструкция, которая состоит из штампованных металлических пластин и корпуса. Последний представляет собой прижимную и опорную плиты, расположенные с противоположных сторон пакета. Корпус служит для фиксации пластинчатых элементов, с помощью прижима резьбовыми шпильками. Чтобы исключить протекание, в характерных местах сопряжения укладывается эластичный уплотнитель. В результате образуются изолированные каналы, по которым движутся обе среды: греющая и нагреваемая.
Примером пластинчатого теплообменника разборного типа может быть модель Funke FP 405, принадлежащая линейке FP в стандартном исполнении. Версии этой серии рассчитаны на максимальное давление 25 бар и предельное количество пластин 700 штук. Площадь каждого пластинчатого элемента составляет 0,41 м2, что в сумме на максимальное количество будет равно 300 м2. Для сравнения, теплообменник Funke FP 09 при максимальном давлении 25 бар имеет другие технические возможности. Предельное число пластин – 150 штук, площадь каждой – 0,08 м2, суммарная площадь – до 12 м2. Особенности каждого аппарата необходимо учитывать при выборе подходящей модели.
Принцип работы разборного и паяного теплообменников аналогичен. Он также заключается в передаче тепла от более нагретой среды к менее через поверхность тонкой пластины с рифленым рисунком каналов. Как правило, толщина пластинчатого элемента составляет 0,5 мм. Это обеспечивает высокую интенсивность теплообмена.
Различия между паяным и разборным теплообменником
На основе информации предыдущих разделов можно выделить главное отличие между паяным и разборным аппаратами – это их конструкция. Паяная версия – полностью сварной блок. Неразборная конструкция обуславливает ряд практических недостатков:
- невозможность ремонта – если аппарат вышел из строя, его можно только заменить на новый
- нулевая конструктивная гибкость – нет возможности добавлять пластины, при потребности в увеличении тепловой производительности
- сложная промывка – очистка возможна только химическим способом, причем без визуальной проверки результата
Полностью разборный теплообменник всех этих недостатков лишен. Его проще обслуживать, можно дополнять пластинами и контролировать при очистке.
С точки зрения технических характеристик, паяные теплообменные аппараты имеют больший диапазон рабочих давлений и температур. Максимальное давление составляет 45 бар и температура среды +200 °С, как у модели Funke GPL 5, против предельных 25 бар и 150 °С (при уплотнителе из EPDM) и 195 °С (при использовании Viton), допустимых в разборных пластинчатых теплообменниках. Это существенно расширяет применение цельносварных аппаратов и в ряде случаев делает незаменимыми для установки.
Где эффективнее применять теплообменники каждого вида
Паяные теплообменные аппараты стоит выбирать при индивидуальной системе отопления и теплого пола, когда источник тепла – это бытовой котел, а не система централизованного теплоснабжения. В противном случае стоит остановиться на разборном варианте. Паяные конструкции также предпочтительны, при использовании фреона в качестве теплоносителя.
Зачастую выбор зависит от рабочих характеристик и среды. Например, когда теплоносителем выступает пар и мощность системы составляет не более 200 Вт, подойдут цельносварные устройства, иначе к установке рекомендованы разборные. Но при использовании пара, крайне важно учитывать и температурные ограничения.