Пластинчатые теплообменники

Пластинчатые теплообменники

Пластинчатый теплообменник передает тепло от одной среды к другой с помощью одинаковых тонких пластин, изготовленных из титана или нержавеющей стали. Они удерживаются вместе с помощью тонкого зазора, поддерживаемого прокладочным материалом из резины и асбестового волокна. Они очень компактны и имеют дополнительное преимущество переменной емкости.

Из-за своей простой конструкции и большой поверхностной области пластины легко очистить и работать с теплообменным аппаратом. Зачастую теплообменник состоит из шести основных частей: прижимная пластина, каркасная пластина, уходная штанга, направляющая штанга, пакет пластин и опорная стойка. В совокупности они образуют теплообменник пластинчатого типа, состоящий из пакета пластин (гофрированных металлических пластин с отверстиями для прохода текучей среды).

Читайте в наших статьях:
Теплообменники: устройство, виды и принцип работы
Устройство и работа пластинчатого теплообменника
Сравнение пластинчатых и кожухотрубчатых теплообменников

Область применения

Пластинчатые теплообменники применяются в различных сферах, включая: пищевую и химическую промышленность, системы нагрева технических и пищевых жидкостей, охлаждение промышленного оборудования, для подключения зданий к сетям централизованного отопления и охлаждения.

Многие промышленные предприятия используют пластинчатые теплообменники для таких целей, как пастеризация и утилизация отходящего тепла. Например, производственное предприятие может использовать воду для охлаждения горячего, недавно произведенного напитка. Горячий готовый жидкий продукт необходимо охладить перед розливом в бутылки, чтобы он прошел через пластинчатый теплообменник, подключенный к охлаждающему контуру чиллера (водоохлаждающая машина). Это отводит нежелательное тепло без смешивания двух жидкостей.

Принцип работы

Пластинчатый теплообменник работает по простому принципу теплопроводности и второму закону термодинамики. Он в основном состоит из пакета пластин с четырьмя отверстиями для входа и выхода теплой и холодной среды. Эти теплые и холодные среды протекают по альтернативным каналам, с различными средами на противоположных сторонах пластины. Прокладка вдоль гофрированной пластинчатой структуры защищает среду от смешивания или перетекания на другую сторону пластины.

Две текучие среды в системе следуют по встречному пути потока: одна жидкость входит сверху, выходя снизу, а другая входит снизу и выходит сверху. Скорость потока контролируется в системе, чтобы избежать негативных последствий турбулентного потока, таких как эрозия. Тип и длина пластины выбираются в соответствии с требованиями заказчика. Скорость теплообмена и его эффективность зависят от размера и толщины металлической пластины.

С серией пластин, сделанных с очень тонким зазором, тонкий слой жидкости образуется по обе стороны металлической пластины. Это обеспечивает большую площадь поверхности для теплообмена. Пластина может иметь различную гофрированную структуру в зависимости от требуемой эффективности расхода и разницы температур между жидкостями. При правильной работе можно добиться теплопередачи с разницей температур всего в один градус.

Преимущества и недостатки пластинчатых теплообменников

Преимущества:

• Требуемое пространство и вес меньше по сравнению с другими устройствами;
• Благодаря модульной конструкции плит монтаж и установка могут быть выполнены быстро;
• Коэффициенты теплоотдачи выше;
• Тепловая инерция ниже, что дает более быструю реакцию и способствует точному контролю температуры;
• Быстрая и легкая разборка для очистки и контроля;
• Адаптация к изменяющимся условиям эксплуатации путем добавления или удаления нагревательных пластин для изменения установленного теплового потока.

Самым большим преимуществом пластинчатых теплообменников по сравнению с другими теплообменниками является их эффективность теплопередачи. Пластины, разделяющие две жидкости, тоньше по сравнению с другими материалами. Это увеличивает скорость передачи тепла и, таким образом, снижает тепловые потери, которые могут возникнуть во время передачи.

Обменники бесценны благодаря этим функциям, которые увеличивают срок службы системы. Пластинчатые теплообменники могут выполнять множество функций, таких как нагревательный элемент, охлаждающий элемент, автоматический включатель или выключатель давления.

Некоторые недостатки:

• Часто механическая очистка не является предпочтительной, так как прокладки и пластины легко повреждаются в процессе очистки. Химическая очистка необходима;
• Прокладки необходимо время от времени заменять, а это дорогостоящий элемент обслуживания;
• Небольшие отверстия между пластинами склонны к забиванию посторонними частицами. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо периодическое реверсирование потока. По некоторым свойствам жидкости обратный поток требуется часто. Так что это может повлиять на поток процесса.

Еще к недостаткам можно отнести, скорей не к недостаткам, а к неудобству это то что, при эксплуатации пластинчатых теплообменников, в 95 % случаев собственный персонал не имеет нужной квалификации и ничего не может поделать с чисткой, сборкой-разборкой и заменой прокладок на данном типе теплообменников, часто этот не квалифицированный персонал при замене уплотнений и промывке используют металлические щетки, чтобы сократить время мойки пластин. А это приводит к более быстрому износу и последующему прогоранию пластин.

Наши инженеры проконсультируют Вас и осуществят подбор оптимального парового и пароконденсатного оборудования, под Ваши индивидуальные потребности.