Пластинчатые теплообменники
В последние годы благодаря своим особым преимуществам, пластинчатые теплообменники (ПТО) стали использоваться значительно чаще по сравнению с теплообменниками других типов. При переработке жидких сред они являются незаменимыми компонентами установок. Пластинчатые теплообменники применяются в качестве конденсаторов, испарителей и технологических теплообменников в следующих отраслях:
- теплоснабжение;
- холодоснабжение, вентиляция и кондиционирование;
- химическая промышленность;
- пищевое производство;
- металлургическая промышленность;
- нефтедобыча и нефтепереработка;
- фармацевтическая промышленность;
- судостроение;
- целлюлозно-бумажная промышленность.
Конструкция ПТО может быть паяной или разборной
Разборные теплообменники ПТО
Пластинчатый разборный теплообменник состоит из штампованных гофрированных пластин, опирающихся на нижнюю и верхнюю направляющие. Пластины собираются в пакет и сжиматся между неподвижной и подвижной плитами при помощи винтовых шпилек.
В каждом конкретном случае могут быть использованы как отдельные пластины с прокладками, так и сварные модули с различной формой гофра. Движение сред в аппарате возможно как в противотоке, так и в прямотоке, а также по многоходовым схемам. В соответствии с особенностями применения теплообменника прокладки могут быть установлены на клею или без клея (механическая фиксация).
Участвующие в теплообменном процессе среды поступают в теплообменник через подсоединения и распределяются по параллельным каналам, образованным гофрированными пластинами.
Пластины с различными структурами гофра комбинируются друг с другом таким образом, чтоб эффективно использовать имеющийся перепад давления, что обеспечивает максимальную турбулентность потоков в теплообменнике. С помощью специальных пластин возможно создание многоходовых ПТО с повышенной скоростью протекания сред и увеличенным временем пребывания теплоносителя в аппарате. При этом достигаются высокие значения коэффициентов теплопередачи и могут быть использованы низкие тепловые напоры.
Паяные теплообменники ПТО
Пластинчатый паяный теплообменник состоит из серии пластин, расположенных елочкой и выполненных из нержавеющей стали, устойчивой к воздействию кислот. Пластины расположены межу собой таким образом, чтобы создавалось большое число точек контакта с изменением направления «елочки». Если точки контакта сварены между собой, при их запайке образуется компактный и устойчивый к воздействию давления теплообменник, в котором практически весь материал участвует в передаче тепла.
С помощью запайки создаются два отдельных контура с противоположными потоками жидкости, создающими значительную турбулентность, что обеспечивает максимальную передачу тепла. В результате значительно повышается эффективность теплообменника с достижением высокого значения коэффициента теплообмена.
Имеющиеся на рынке испарители с паяными пластинами покрывают диапазон холодильной мощности от нескольких киловатт до 500 кВт более.
Преимущества ПТО:
Незначительная занимаемая площадь и малый вес: за счет компактной конструкции и низкой материалоемкости ПТО занимает площадь на 80% меньше и в 3 - 7 раз легче, чем кожухотрубный теплообменник с такими же параметрами;
Высокие теплотехнические характеристики: гофрированные пластины теплообменника образуют узкие каналы, в которых происходит сильная турбулизация протекающей жидкости, что приводит к интенсификации процесса теплообмена в аппарате;
Незначительное количество хладагента: благодаря малому расстоянию между пластинами теплообменник обладает относительно малым собственным объемом. Это особенно важно при использовании аммиака, лекарственных препаратов, напитков и т.д.
Незначительное загрязнение: за счет высокой турбулентности потоков в ПТО частицы загрязнения находятся в жидкости во взвешенном состоянии намного дольше, чем в обычных теплообменниках. Высокие касательные напряжения в жидкости на стенке ТО снижают до минимума образование слоя отложений и тем самым создают «эффект самоочищения».
Высокая устойчивость к коррозии: материал для пластин и уплотнений выбираются с учетом температур и коррозионных свойств сред, участвующих в теплообменном процессе. Пластины изготавливаются из высококачественной нержавеющей стали и специальных сплавов.
Агрегатная конструкция: весь аппарат состоит из стандартизованных отдельных деталей, и имеет разборную конструкцию. Достигаемая за счет этого гибкость позволяет впоследствии модифицировать аппарат с помощью изменения числа и типа пластин.
Простое техобслуживание: для осмотра теплообменной поверхности ПТО достаточно ослабить винтовые стяжки. Каждая пластина может быть очищена механическим путем с обеих сторон, как и наружная поверхность сварных модулей. При необходимости можно заменить отдельные пластины или модули.
Цена: вышеперечисленные пункты снижают стоимость ПТО и производственные затраты.