Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника

Для изменения температуры среды на производстве зачастую используют теплообменники. Наиболее популярной разновидностью этого устройства являются пластинчатые варианты. О том, что они из себя представляют, каков принцип их работы, преимущества и недостатки, приведена информация ниже.

Что это?

Теплообменник пластинчатого типа – устройство, отдающее тепло от нагретой среды к холодной, регулирующее общую среду. Процесс успешно выполняется тонкими пластинами, входящими в конструкцию (они выполняются из различных материалов, например, из графита).

Где применяется?

Такие устройства активно применяются в различных сферах с целью охлаждения среды, а также в роли подогревающего устройства или кондиционера (приборы настраиваются по задаче).

Принцип работы

Ключевой принципы работы пластинчатого теплообменника: передача тепловой энергии от согревающего потока к нагреваемому через пакет специальных пластин. В ходе этого не происходит смешивания сред, контакт выполняется исключительно за счёт пластин (толщина каждой может составлять до 1 мм). Среды движутся по разные стороны одной пластины, из-за чего происходит чередование горячего и холодного потоков.

Общий блок прибора конструируется из пластин гофрированного типа (обычно выполняются из стали, но могут быть сделаны из другого материала, если этого требует ТЗ, сформированное для проекта) с ровным рельефом. В конструкции они тесно прижимаются друг к другу. На участках, где потоки могут смешиваться, на периферийных частях, добавляется специальный уплотнитель, выполняющий функцию герметика, препятствующий смешиванию.

При сборе конструкции задействуется холодная штамповка, каждая новая пластина блока пластинчатого теплообменника поворачивается на 180 градусов по отношению к предыдущей, получается изгиб рифления ряда каналов для правильного прохождения воды. Чередование потоков в блоке происходит за счёт сбора в коллекторы, получаемые из отверстий в верхней и нижней части пластины.

Рельефность повышает теплотехнические свойства, а также увеличивает степень самоочистки застойных областей, снижает отложения накипи (или иных загрязняющих элементов) на поверхности. Благодаря этому обслуживание прибора не представляет особых сложностей и позволяет провести все технические процедуры самостоятельно, изрядно сэкономив при этом.

Устройство

С принципом работы пластинчатого теплообменника разобрались. Поговорим об устройстве. Стандартно такой теплообменник включает в себя:

1. Тонкие пластины гофрированного типа (материал изготовления бывает различен, обычно подбирается по особенностям и требованиям конкретного проекта).
2. Две опорные плиты (передняя неподвижная и задняя подвижная), между которыми размещается конструкция из металлических элементов. Хорошая степень фиксации достигается за счёт применения стяжных болтов, но нередко задействуются иные фиксирующие элементы.
3. Две направляющие (верхняя и нижняя). На верхнюю конструкцию крепится, а нижней поддерживается.
4. Удерживающий штатив.
5. Рабочая пластина с уплотнением (обеспечивает высокую герметичность и препятствует нежелательному смешиванию сред, приводящему к повреждениям прибора).
6. Патрубки.
7. Специальные ролики, двигающие пластины вдоль направляющих.
8. Информационный шильд с наименованием и техническими сведениями.
9. Шпильки.

Иногда устройство пластинчатого теплообменника отличается от приведенного выше, это зависит от специфики проекта, предъявляемых требований.

Виды

Разборный

Наиболее популярный вариант, годится для работы с теплоносителями разных основ (в жидком, парообразном или газовом состоянии, с различной средой, давлением и температурой). Они разборные пластинчатые теплоообменники крайне гибкие в конструктивных настройках. Для повышения или понижения площади теплообменного процесса устанавливаются новые пластины либо устраняются старые.

Его просто демонтировать и разбирать для проведения очистительных или ремонтных работ. Пользователям не потребуется обращаться к третьим лицам (сервис), что позволяет существенно сэкономить денежные средства.

Разновидность разборного теплообменника – полусварный. Одна его часть представлена сварной, вторая – разборной. На практике он используется нечасто, большее предпочтение всегда отдают разборному варианту, он более удобный.

Паянный

Преимущество паянного теплообменника: повышенная выдержка давления и температуры. Недостаток: при изменениях в рабочем режиме и смене показателей тепловой мощности, придется полностью заменить устройство, гибкой настройкой оно не обладает.

Ремонтировать поломки также довольно сложно: конструкцию нужно снимать полностью и отвозить в сервис, так как попытка самостоятельно выполнить ремонт вряд ли увенчается успехом. Отсутствие теплообменника в период ремонта приведет к длительному простою в производстве, финансовым издержкам для организации.

Преимущества и недостатки

Ключевыми преимуществами принципа работы и самого пластинчатого теплоообменника является следующее:

• небольшие габариты, непроблематичность вписки в нужное пространство;
• легкость обслуживания, не требующая специальных знаний или оборудования;
• очистительные работы, не требующие привлечения третьих лиц (сервисные компании);
• низкий уровень загрязнений при работе. Обеспечивается качественной полировкой пластин, высокой турбулентностью потока жидкости, образующейся рифлением;
• высокая степень экономичности. Комплектующие приобретаются по низкой стоимости;
• длительный период эксплуатации (при соблюдении всех мер, устройство может прослужить более 10 лет);
• безопасность. Продуманность конструкции, защищающая от ущерба при проведении деятельности;
• свободные модификации. Приобретение и установка новых пластин увеличивает объём теплообменника. Если требуется снизить объем, часть пластин убирается;
• гибкость настройки, позволяющая менять ряд характеристик.

Существенный недостаток один: применение теплоносителя низкого качества приведет к быстрому загрязнению устройства, поломке, требующей полноценной замены. Поэтому изначально важно использовать материалы высокого качества.

Как промыть теплообменник?

Теплообменник – незаменимое устройство для производства, но качественная работа на постоянной основе требует проведения техническое обслуживание, в частности процедуру чистки.

В каналах прибора, где проходит жидкий теплоноситель, формируется загрязнение. Его устранение должно быть своевременным, иначе придется обращаться в сервисный центр. Очистка пластинчатого теплообменника бывает двух видов: химическая и гидродинамическая.

Первый способ подходит, если загрязнения не сильные и не занимают большие участки. Растворители химического типа, воздействующие на налет, оперативно устраняют его.

Такая чистка состоит из следующих шагов:

1. Демонтировать теплообменник.
2. Залить специальный растворитель. Тип растворителя зависит от качества загрязнения в устройстве. Обыкновенная накипь устраняется средствами с кислотами, если внутри вещества органического типа (к примеру, масло), то нужны щелочные средства (к примеру, сода каустического типа). Проводя работы, стоит принимать во внимание тип материала изготовления конструкции, чистящее вещество может оказать негативный эффект, привести к поломке прибора.
3. Подключить специальное оборудование, обеспечивающее циркуляцию чистящего состава внутри теплообменника.
4. Подождать, когда процедура завершится.
5. Слить остатки чистящего средства, утилизировать его и привести рабочее место в порядок.
6. Залить чистую воду.
7. Тщательно промыть каналы. Помимо этого, стоит проверить прибор на отсутствие утечек, корректность работы показателей давления.

Второй способ промывки пластинчатого теплообменника более щадящий и не наносит вреда самой конструкции.

Для чистки необходимо:

1. Подготовить шланг, позволяющий пустить струю воды под сильным давлением.
2. Направить его на загрязненные участки. Проследить, что все загрязнения устранены.