Încălzirea casei noastre vine din camera cazanului sau dintr-un punct central de încălzire în care apa rece este încălzită de un schimbător de căldură, care joacă un rol important în sistemele de încălzire și alimentare cu apă caldă. În casele individuale, schimbătorul de căldură al plăcii este considerat elementul central al sistemului, deoarece încălzirea agentului de răcire se realizează exact în el. Astfel de dispozitive pot fi diferite în ceea ce privește designul și aspectul, dar principiul de funcționare este în mare parte comun tuturor tipurilor.
Placă de schimbător de căldură
Scopul schimbătorilor de căldură de toate tipurile este de a transforma mediul lichid neîncălzit într-unul încălzit (și invers).
Schimbătoarele de căldură de tip placă au o structură demontabilă, constând din următoarele părți:
- o placă imobiliară;
- placă mobilă;
- un set de plăci;
- detalii ale elementelor de fixare, care combină două plăci într-un singur cadru;
- element de ghidare inferior și superior de formă circulară.
Dimensiunile cadrelor diferitelor modele pot diferi semnificativ. Acestea depind de puterea și căldura produsă de încălzitor - cu un număr mai mare de plăci, crește productivitatea dispozitivului și, în consecință, crește dimensiunile și greutatea acestuia.
Schimbătoare de căldură
Proiectarea schimbătorului de căldură în plăci depinde de modificarea dispozitivului și poate conține un număr diferit de plăci cu garniturile fixate pe acestea, etanșând canalele cu suportul de căldură care curge de-a lungul acestora. Pentru a obține etanșeitatea cerută de etanșeitatea perechilor adiacente de garnituri adiacente una de cealaltă, este suficientă fixarea acestor două plăci pe o placă fixă.
Sarcina care acționează asupra aparatului este aplicată în principal pe garnituri și plăci. Elementele de fixare și rama, de fapt, reprezintă corpul dispozitivului.
Tăierea reliefului plăcilor în timpul comprimării garantează o fixare sigură și oferă modelelor schimbătorului de căldură rigiditatea și rezistența necesare.
Garniturile sunt fixate pe plăcuțe prin intermediul unei blocări a clemei. Trebuie remarcat faptul că garniturile, atunci când sunt fixate, sunt auto-centrate de-a lungul ghidajului. Scurgerea lichidului de răcire este împiedicată de marginea manșetei, creând o barieră suplimentară.
Pentru schimbătoarele de căldură se produc două tipuri de plăci:
- cu ondulație termică moale;
- cu ondulație termică rigidă.
În detalii cu canelurile moi sunt aranjate unghiuri de 30 °. Acest tip de plăcuță are o conductivitate termică mărită, dar o rezistență mai mică la presiunea agentului de răcire.
În părțile cu onduleuri rigide termic, se observă un unghi de 60 ° în aranjarea canelurilor. Aceste plăci nu sunt caracterizate de o conductivitate termică ridicată, avantajul lor fiind capacitatea de a transfera presiune înaltă în sistem.
Realizarea unui regim optim de transfer de căldură este posibilă atunci când se combină plăcile într-un schimbător de căldură. În acest caz, este necesar să se țină seama de faptul că pentru funcționarea eficientă a dispozitivului este necesar ca acesta să funcționeze în regim de turbulență - agentul de răcire trebuie să se deplaseze prin canale fără interferențe. Apropo, schimbătorul de căldură cu cochilie și tub, în care este realizată schema constructivă "țeavă în conductă" - cu un regim de laminar.
Care este beneficiul? Cu parametrii de inginerie termica identic, dispozitivul placat este de mai multe ori mai mic.
Atașarea garniturilor pe plăci se realizează în principal prin racordare, mai puțin adesea prin lipire.
Principiul de funcționare
Principiul schimbătorului de căldură nu poate fi numit prea simplu. Plăcile s-au desfăcut una de alta sub 180 °. De regulă, într-un singur pachet, sunt instalate două perechi de plăci, care creează două circuite colectoare: introducerea și scoaterea lichidului de răcire. În acest caz, trebuie să se țină cont de faptul că o pereche de elemente situate la marginea procesului termic nu sunt implicate.
Până în prezent, există mai multe versiuni ale schimbătoarelor de căldură, ale căror dispozitive și principiul de funcționare sunt diferite:
- One-way;
- multiport;
- Combi.
Principiul funcționării dispozitivului
Cum funcționează un dispozitiv cu o singură cale? Circulația lichidului în acesta se desfășoară permanent pe întreaga zonă într-o singură direcție. În plus, contracția de lichid de răcire este de asemenea efectuată.
Dispozitivele cu mai multe treceri sunt utilizate numai dacă nu există o diferență prea mare între temperatura lichidului de alimentare și temperatura de retur. Curentul lichidelor va fi realizat în direcții diferite.
Schimbătoarele de căldură cu două circuite sunt alcătuite din două circuite independente. Prin reglarea constantă a alimentării cu căldură, utilizarea acestui echipament este cea mai potrivită.
Domeniul de aplicare
Există mai multe tipuri de schimbătoare de căldură, fiecare având propriul principiu de funcționare și un design specific:
Dispozitivul demontabil este adesea utilizat în sistemele de încălzire, livrate în case și facilități în diverse scopuri, în piscine, instalații climatice și frigidere, sisteme de alimentare cu apă caldă, puncte termice.
Schimbătorii de căldură brazați și-au găsit aplicația în:
- rețele de ventilație și sisteme de climatizare;
- instalatii frigorifice;
- dispozitive turbine și compresoare;
- unități industriale în diverse scopuri.
Echipamentele sudate și semi-sudate sunt utilizate în:
- industria chimică și farmaceutică;
- rețele de ventilație și sisteme climatice;
- industria alimentară;
- pompe de căldură;
- în sistemele de apă caldă și încălzire;
- agregate pentru echipamente de răcire în diverse scopuri;
- sisteme de recuperare.
Specificații tehnice
Garniturile și plăcile, ca elemente principale ale schimbătoarelor de căldură, sunt realizate din materiale cu proprietăți și caracteristici diferite. Atunci când alegeți un anumit model, rolul decisiv îl joacă desemnarea schimbătorului de căldură și a zonei de utilizare a acestuia.
Dacă rămâneți strict pe sistemele de alimentare cu apă caldă și de încălzire, plăcile din oțel inoxidabil sunt mai comune în această zonă, iar garniturile din plastic sunt fabricate din cauciuc EPDM sau NBR special. Instalarea plăcilor din oțel inoxidabil permite lucrul cu un lichid de răcire încălzit la 110 ° C, în celălalt caz dispozitivul schimbătorului de căldură al plăcii permite încălzirea lichidului la 170 ° C.
Atunci când se utilizează schimbătoare de căldură în producția industrială și se utilizează în procese tehnologice cu efect alcalin, acizi, uleiuri și alte substanțe corozive, se utilizează plăci de nichel, titan și alte aliaje. În astfel de cazuri, sunt instalate garnituri de cauciuc sau garnituri de azbest.
Selectarea schimbătorului de căldură se realizează conform calculelor efectuate cu ajutorul programelor specializate. În calcule se iau în considerare următoarele:
- temperatura inițială a agentului de răcire;
- fluxul relativ de lichid încălzit;
- temperatura necesară de încălzire;
- debitul agentului de răcire.
Apa ca mediu de încălzire care curge printr-un evaporator de placă poate fi încălzită la 95 sau 115 ° C și abur până la 180 ° C. Tipul agentului de răcire este selectat în funcție de tipul de cazan și de echipamentul utilizat. Dimensiunile și numărul plăcilor sunt selectate astfel încât să ducă la obținerea apei cu o temperatură corespunzătoare standardelor stabilite - nu mai mult de 70 ° С.
Trebuie remarcat faptul că principala caracteristică tehnică, care este, de asemenea, principalul avantaj, este considerată dimensiunea redusă a dispozitivului și capacitatea de a asigura un debit suficient de mare.
Colector de schimbător de căldură
Schimbatoarele de căldură sunt instalate, în principal, în cazane separate, care deservesc blocuri de locuințe, clădiri individuale, întreprinderi industriale, puncte de încălzire ale sistemelor de încălzire centrală.
Dimensiunile și greutatea relativ reduse a dispozitivelor permit instalarea să fie realizată destul de repede, deși unele modele de mare putere necesită montare pe fundație.
La instalarea dispozitivului este necesar să se respecte principiul de bază: umplerea șuruburilor de fundație, prin care schimbătorul de căldură este fixat în siguranță, se realizează în toate cazurile. Schema de legare asigură în mod necesar transferul agentului de răcire la duza amplasată în partea superioară, iar conducta de retur este conectată la fitingul amplasat de jos. Alimentarea cu apă încălzită este conectată invers - la conducta de ramificație inferioară, iar ieșirea - la cea superioară.
Pompa de circulație trebuie montată în circuitul de transfer de căldură. În plus față de cea principală, o pompă de rezervă este la fel de necesară.
Dacă există o linie inversă de curgere a fluidului în apă caldă menajeră, schița și principiul de funcționare al schimbătorului de căldură al plăcii schimbă oarecum. Apa încălzită, furnizată într-un circuit închis, se amestecă cu frigul din conducta de apă și doar apoi amestecul rezultat ajunge la schimbătorul de căldură. Corectarea temperaturii de ieșire este efectuată prin intermediul unității electronice care controlează supapa care alimentează mediul de încălzire al liniei principale.
Cu o schemă în două etape, este utilizată energia termică a liniei de retur, ceea ce face posibilă utilizarea cea mai rațională a căldurii disponibile și eliminarea excesului de sarcină din cazan.
În fiecare dintre sistemele considerate, la intrarea în schimbătorul de căldură trebuie instalate filtre, datorită cărora este posibilă evitarea contaminării sistemului și prelungirea duratei de viață.
Rezumat pe această temă
Cu toate celelalte avantaje, schimbătoarele de căldură cu plăci moderne nu au reușit să depășească cochilia și tubulatura depășite printr-un singur criteriu, dar foarte important. Atunci când se furnizează un debit semnificativ, dispozitivele cu plăcuță nu au puțină apă caldă. Acest dezavantaj este ușor eliminat prin crearea unui stoc mic atunci când se selectează numărul de plăci și se calculează zona lor.
Articole similare
-
Senzor de scurgere a apei - dispozitiv, principiu de funcționare și instalare
-
Tehnologii GPS și a-GPS principii de lucru, avantaje și dezavantaje
Trimiteți-le prietenilor: