Jak funguje výměník tepla, kde se používá

Výměník tepla je technické zařízení, které je součástí průmyslových systémů. Instaluje se při kompletaci domácích chladicích a klimatizačních systémů. Hlavním účelem výměníku tepla je přenos tepelné energie z jednoho média do druhého.

Jak fungují výměníky tepla

Ve většině případů deskový výměník tepla přenáší energii z ohřátého chladiva (kapaliny) do média, které je chlazené a vyžaduje zvýšení teploty. Konstrukce deskového výměníku tepla se skládá z řady rozebíratelných dílů, včetně:

• statické/pohyblivé desky;
• talíře;
• kulaté vodítka;
• spojovací prvky, které spojují desky do jediné konstrukce.

Liší se od sebe rozměry rámů. Na tomto faktoru závisí výkon instalovaného zařízení a úroveň tepelného výkonu, které produkuje. Pokud výměník tepla používá mnoho desek, vede to ke zvýšení produktivity zařízení, ale také to ovlivňuje rozměry a hmotnost jednotky.

Proč zvolit deskové výměníky tepla

Princip fungování deskového výměníku tepla mu poskytuje mnoho výhod ve srovnání s podobnými zařízeními:

• minimální náklady na výrobní zařízení;
• vysoce účinný přenos tepelné energie;
• minimální rozměry;
• jednotka je samočistící vlivem turbulentního proudění;
• kdykoli během provozu výměníku tepla lze rozhodnout o instalaci dalších desek pro zvýšení přenosu tepla (pokud má odnímatelnou konstrukci);
• spolehlivý provoz prakticky v jakýchkoli průmyslových podmínkách;
• snadná údržba, protože konstrukci lze rozebrat a každý prvek nebo těžko dostupná místa lze umýt samostatně, zatímco v případě nerozebíratelných modelů se majitelé potýkají s problémy, když se je snaží vyčistit;
• snadná instalace;
• žádné riziko smíchání kapaliny, což je zajištěno speciální konfigurací těsnění;
• zvýšená odolnost proti korozi;
• minimální tlakové ztráty, pokud byly desky a typ zvlnění desky správně vybrány při nákupu a výpočtu zařízení;
• snadná regulace teploty díky malému objemu chladicí kapaliny.

Návrhové prvky

V závislosti na úpravě instalované jednotky se změní její konstrukce a princip fungování, protože tepelné výměníky pracují s různým počtem desek a těsnění. Těsnění jsou instalována pro uzavření kanálů, kterými se mohou média mísit, a pro zajištění vnější těsnosti. Těsnění jsou pevně sevřena v desce výměníku mezi přítlačnými deskami, což zajišťuje těsnost celého zařízení.

Zatížení, kterým jsou tepelné výměníky během provozu vystaveny, jsou většinou aplikovány na těsnění a desky. Upevňovací prvky a rám se používají jako tělo a základna, na které pracuje veškeré zařízení.

Výrobci u svých modelů používají odlehčovací plechy, protože toto provedení zajišťuje pevné upevnění a celý systém je nakonec dostatečně tuhý a pevný, aby se obsluha a majitel zařízení nemuseli obávat možného rizika ztráty funkčnosti.

Těsnění jsou k deskám připevněna speciálními sponami. Existuje několik dalších možností upevnění těsnění, ale nejspolehlivější ze všech je možnost nacvaknutí.

Při upnutí se těsnění automaticky vystředí podél své osy. Chladicí kapalina během provozu zařízení neuniká, protože je použito speciální lemování manžety, které funguje jako další bariéra proti úniku.

Desky a typy kanálů

Nejdůležitějšími součástmi zařízení pro výměnu tepla jsou desky, které zajišťují efektivní proces výměny tepla. Vyrábějí se s různými úhly zvlnění (30° a 60°), což umožňuje přesnější výběr konfigurací výměníků tepla pro každý konkrétní úkol s přihlédnutím k požadavkům zákazníka na cenu, rozměry a hydraulický odpor. Dva typy desek mohou mezi sebou tvořit tři typy kanálů:

• TL – tuhý kanál tvořený dvěma deskami s 30° úhlem rýhování. Má nejlepší vlastnosti přenosu tepla (vysoký koeficient prostupu tepla), ale také nejvyšší hydraulický odpor ze všech tří.
• TK je měkký kanál tvořený dvěma deskami s úhlem zvlnění 60°. Má slabší vlastnosti přenosu tepla (nízký koeficient prostupu tepla), ale také nejnižší hydraulický odpor ze všech tří.
• TM je střední kanál tvořený jednou deskou s úhlem zvlnění 30° a jednou deskou s úhlem zvlnění 60°. Vyznačuje se středními (mezi tvrdými a měkkými kanály) vlastnostmi přenosu tepla (koeficient prostupu tepla) a hydraulickým odporem.

Kde se používá

Použití deskových výměníků je téměř univerzální. Mohou být použity v široké škále oblastí v závislosti na materiálech a konstrukci zařízení. Existují různé modely, které se liší designem a různými jemnostmi provozu, ale celkem existují čtyři hlavní typy:

• skládací;
• polosvařované;
• svařované;
• pájené.

Demontovatelné jsou instalovány v topných sítích, které se používají k vybavení obytných budov a jiných objektů. Nacházejí se také v bazénech, okruzích zásobování teplou vodou, teplárnách a chladírnách. Pájené výměníky tepla jsou určeny pro instalaci v chladicích nebo ventilačních systémech, stejně jako klimatizačních zařízeních, kompresorech a dalších průmyslových instalacích.

Svařované a polosvařované výměníky tepla jsou široce používány a nacházejí se v:

• potravinářský průmysl;
• farmaceutika;
• klimatizace a ventilační systémy;
• systémy obnovy;
• zásobování teplou vodou, vytápění;
• chladicí jednotky.

Ze všech výše uvedených jednotek se nejčastěji používají demontovatelné a pájené konstrukce, protože jejich použití je relevantní v různých oblastech, bez ohledu na to, zda je nutné snížit nebo zvýšit teplotu chladicí kapaliny. Mohlo by vás zajímat i příslušenství ke splachování.

Na telefonním čísle 8 (800) 551 4190 si můžete spočítat výkon zařízení, zjistit cenu, objednat výměník tepla s požadovanými technickými parametry nebo objednat servis výměníků, instalaci vytápění, instalaci ITP s pomocí našich poradců nebo zanechte žádost o konzultaci a my vám zavoláme zpět ve vhodnou dobu pro váš čas.

Definice principu činnosti a hlavní funkce výměníku tepla je obsažena v jeho názvu. Toto zařízení slouží k přenosu tepla mezi médii s různou teplotou, který se nejčastěji provádí přes konstrukční prvky instalace, bez míchání médií.

Rozsah použití a typy výměníků tepla

Díky komparativní jednoduchosti jejich konstrukce a vysoké účinnosti jsou výměníky tepla aktivně využívány v topných systémech, včetně tepelných elektráren, v energetice (včetně jaderných elektráren), hutním, chemickém a potravinářském průmyslu, v elektrických a technologických zařízeních. stejně jako při instalaci ventilačních systémů a klimatizace.

V závislosti na rozsahu použití, typu pracovního média a teplotních podmínkách se volí výměník tepla jednoho nebo druhého typu. Toto zařízení je klasifikováno podle:

• Nejběžnější jsou plošné výměníky tepla, ve kterých nedochází k promíchávání médií a chladivo předává své teplo spotřebiteli tepla přes kontaktní plochu (například desky v PHE).
• Typ přenosu tepla. Existují výměníky regenerační (chladivo a spotřebič tepla se pohybují střídavě) a rekuperační (chladivo a spotřebič tepla se pohybují současně, během pohybu první plynule předává teplo druhému). PHE jsou výměníky tepla rekuperačního typu.
• Designové prvky. Při výběru je třeba vzít v úvahu výkon instalace, tlak v systému, provozní teploty a typ pracovního média. Můžete si vybrat instalace s rovným povrchem, trubkové a blokové.
• Směry pohybu pracovních médií. Výměníky tepla mohou být jednoprůchodové (pracovní média procházejí vnitřním objemem instalace jednou nejkratší cestou), dvouprůchodové (mají 2 nezávislé okruhy) a víceprůchodové (pracovní média se pohybují cyklicky). Doporučuje se používat víceokruhové instalace, když je malý rozdíl mezi teplotou vstupní chladicí kapaliny a teplotou zpátečky.

Obecná klasifikace moderních tepelných výměníků je uvedena na obrázku níže:

Konstrukce a princip činnosti výměníku tepla

Konstrukce všech typů výměníků tepla je v budoucnu výrazně odlišná, článek bude zvažovat nejmodernější a nejoblíbenější typy těchto instalací – skládací deskové výměníky tepla.

Jejich zařízení je podrobně znázorněno na obrázku níže:

Mezi pohyblivými a stacionárními přítlačnými deskami je umístěn balík desek z nerezové oceli, vysoce legované austenitické oceli, titanu nebo slitin niklu. Desky různých výrobců mohou mít různé vzory (vlnění), tvořené uspořádáním kanálů, na kterých závisí koeficient prostupu tepla a hydraulický odpor. Desky jsou umístěny vůči sobě pod úhlem 180 stupňů, díky čemuž je vytvořen ohyb ve zvlnění řady kanálů pro správný průchod chladicí kapaliny a spotřebiče tepla.

Všechny vrstvy desek jsou proloženy těsněním, které zajišťuje těsnost kanálů. Desky jsou upevněny nahoře a dole speciálními horními a spodními vodícími nosníky a stlačeny spojovacími šrouby a maticemi. Nosné nosníky jsou zase připevněny ke svislému rámu.

Na rozdíl od skládacích PHE mají pájené stejnou strukturu, ale desky v nich jsou sletované dohromady, takže takový obal nebude možné rozebrat ani kvůli čištění.

Koncepční schéma činnosti deskového výměníku tepla je následující:

Výměník tepla je připojen k potrubí otvory v přítlačných deskách. Ohřívací a ohřívané proudy se pohybují na opačných stranách jedné desky, v důsledku čehož vznikají protiproudy (média se k sobě začnou pohybovat z opačných stran každé desky). V tomto případě nedochází k míchání médií díky střídání desek s těsnícími pryžovými těsněními, které tvoří samostatné pohybové obrysy.

Mezi paralelně instalovanými deskami jsou vytvořeny kanály, kterými chladivo přenáší teplo spotřebiteli tepla, po kterém média buď opustí vnitřní limity instalace, nebo projdou dalším cyklem.

V závislosti na konstrukčních vlastnostech zařízení se toky mohou pohybovat podle jedno-, dvouprůchodových nebo víceprůchodových schémat.

Kontaktujte Service-PTO LLC a objednejte si služby zkušených specialistů na servis a výměnu prvků výměníku tepla. Zavolejte nám na číslo +7 (812) 646-10-76, +7 (921) 794-11-63 a zanechte požadavek.