Схема обвязки пластинчатого теплообменника: Подключение теплообменника, схема подключения теплообменника – виды, принцип работы, технические характеристики, схема обвязки

виды, принцип работы, технические характеристики, схема обвязки

Эффективный и экономичный нагрев или охлаждение рабочей среды в современной промышленности, жилищно-коммунальной сфере пищевой и химической отраслях осуществляется с помощью теплообменников (ТО). Существует несколько типов теплообменных агрегатов, однако наибольшее распространение получили пластинчатые теплообменники.

В статье будут подробно рассмотрены конструкция, область применения и принцип работы пластинчатого теплообменника. Особое внимание будет уделено конструктивным особенностям различных моделей, правилам эксплуатации и особенностям технического обслуживания. Кроме того, будет представлен перечень ведущих отечественных и зарубежных производителей пластинчатых ТО, продукция которых пользуется повышенным спросом у российских потребителей.

Устройство и принцип работы

Конструкция разборного пластинчатого теплообменника включает в себя:

• стационарную переднюю плиту на которой монтируются входные и выходные патрубки;
• неподвижную прижимную плиту;
• подвижную прижимную плиту;
• пакет теплообменных пластин;
• уплотнения из термостойкого и устойчивого к воздействию агрессивных сред материала;
• верхнюю несущую базу;
• нижнюю направляющую базу;
• станину;
• комплект стяжных болтов;
• Набор опорных лап.

Такая компоновка агрегата обеспечивает максимальную интенсивность теплообмена между рабочими средами и компактные габариты устройства.

Конструкция разборного пластинчатого теплообменника

Чаще всего, теплообменные пластины изготавливаются методом холодной штамповки из нержавеющей стали толщиной от 0,5 до 1 мм, однако, при использовании в качестве рабочей среды химически активных соединений, могут использоваться титановые или никелевые пластины.

Все пластины, входящие в состав рабочего комплекта, имеют одинаковую форму и устанавливаются последовательно, в зеркальном отражении. Такая методика установки теплообменных пластин обеспечивает не только формирование щелевых каналов, но и чередование первичного и вторичного контуров.

Каждая пластина имеет 4 отверстия, два из которых обеспечивают циркуляцию первичной рабочей среды, а два других изолируются дополнительными контурными прокладками, исключающими возможность смешивания рабочих сред. Герметичность соединения пластин обеспечивается специальными контурными уплотнительными прокладками, изготовленными из термостойкого и устойчивого к воздействию активных химических соединений материала. Устанавливаются прокладки в профильные канавки и фиксируются с помощью клипсового замка.

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Оценка эффективности любого пластинчатого ТО осуществляется по следующим критериям:

• мощности;
• максимальной температуре рабочей среды;
• пропускной способности;
• гидравлическому сопротивлению.

Исходя из этих параметров подбирается необходимая модель теплообменника. В разборных пластинчатых теплообменниках регулировать пропускную способность и гидравлическое сопротивление можно, изменяя количество и тип пластинчатых элементов.

Интенсивность теплообмена обусловлена режимом течения рабочей среды:

• при ламинарном течении теплоносителя интенсивность теплообмена минимальна;
• для переходного режима характерно увеличение интенсивности теплообмена за счет появления завихрений в рабочей среде;
• максимальная интенсивность теплообмена достигается при турбулентном движении теплоносителя.

Рабочие характеристики пластинчатого ТО рассчитываются для турбулентного течения рабочей среды.

В зависимости от расположения канавок, различают три типа теплообменных пластин:

1. с «мягкими» каналами (канавки расположены под углом 60⁰). Для таких пластин характерна незначительная турбулентность и небольшая интенсивность теплообмена, однако «мягкие» пластины обладают минимальным гидравлическим сопротивлением;
2. со «средними» каналами (угол рифления от 60 до 30⁰). Пластины являются переходным вариантом и отличаются средними показателями турбулентности и интенсивности теплопередачи;
3. с «жесткими» каналами (угол рифления 30⁰). Для таких пластин характерна максимальная турбулентность, интенсивный теплообмен и значительное увеличение гидравлического сопротивления.

Для увеличения эффективности теплообмена движение первичной и вторичной рабочей среды осуществляется в противоположном направлении. Процесс теплообмена между первичной и вторичной рабочими средами происходит следующим образом:

1. Теплоноситель подается на входные патрубки теплообменника;
2. При перемещении рабочих сред по соответствующим контурам, сформированным из теплообменных пластинчатых элементов, происходит интенсивная теплопередача от нагретой среды нагреваемой;
3. Через выходные патрубки теплообменника нагретый теплоноситель направляется по назначению (в отопительные, вентиляционные, водопроводные системы), а остывший теплоноситель снова попадает в рабочую зону теплогенератора.

Принцип работы пластинчатого теплообменного аппарата

Для обеспечения эффективной работы системы необходима полная герметичность теплообменных каналов, которая обеспечивается уплотнительными прокладками.

Требования к прокладкам

Для обеспечения полной герметичности профильных каналов и предотвращения утечки рабочих сред, уплотнительные прокладки должны обладать необходимой термостойкостью и достаточной устойчивостью к воздействиям агрессивной рабочей среды.

В современных пластинчатых теплообменниках применяются следующие виды прокладок:

• этиленпропиленовые (EPDM). Применяются при работе с горячей водой и паром в температурном диапазоне от -35 до +160⁰С, непригодны для жирных и масляных сред;
• NITRIL прокладки (NBR) используются для работы с маслянистыми рабочими средами, температура которых не превышает 135⁰С;
• VITOR прокладки рассчитаны на работу с агрессивными рабочими средами при температуре не более 180⁰С.

На графиках представлена зависимость срока службы уплотнений от условий эксплуатации:

Что касается крепления уплотнительных прокладок, существует два способа:

• на клей;
• с помощью клипсы.

Первый способ из-за трудоемкости и длительности укладки применяется редко, кроме того, при использовании клея значительно усложняется техническое обслуживание агрегата и замена уплотнений.

Клипсовый замок обеспечивает быстрый монтаж пластин и простоту замены вышедших из строя уплотнений.

Виды пластинчатых теплообменных аппаратов и их применение

По способу соединения теплообменных пластин теплообменник может быть:

• разборной;
• паяный;
• полусварной;
• сварной.

Конструкция и принцип работы разборных пластинчатых ТО были описаны выше. Рассмотрим более подробно особенности конструкции и область применения паяных, полусварных и сварных теплообменников.

Паяный пластинчатый теплообменник

Агрегат широко используется для:

• нагрева и охлаждения рабочих сред;
• испарения;
• конденсации;
• утилизации и рекуперации тепловой энергии.

Теплообменные пластины ППТО изготавливаются из нержавеющей стали. Сборка пакета осуществляется аналогично с разборными теплообменниками, после чего производится пайка медным или никелевым припоем, в зависимости от агрессивности рабочей среды: для более агрессивных сред используется никель.

К наиболее существенным преимуществам паяных ПТО можно отнести:

• высокую надежность;
• возможность работы в широком температурном диапазоне;
• легкость и небольшие габариты;
• надежность конструкции;
• простоту монтажа и технического обслуживания;
• доступную стоимость.

Особенно хорошо паяные ПТО зарекомендовали себя в холодильных и замкнутых отопительных системах.

Полусварные пластинчатые теплообменники

Главной конструктивной особенностью полусварных теплообменников является попарное сваривание штампованных пластин, в результате чего формируется отдельный герметичный модуль. Сборка ПСПТО осуществляется также, как и разборного теплообменника, различие состоит в том, что вместо отдельных пластин используются готовые сварные модули.

Между первичными и вторичными модулями устанавливаются прокладки из термостойкой резины. Отсутствие внутренних прокладок позволяет существенно увеличить рабочее давление в системе и температуру рабочей среды.

Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам ПСПТО получили широкое распространение следующих областях:

• в системах вентиляции и кондиционирования;
• в химическом и фармацевтическом производстве;
• в пищевой промышленности;
• в системах рекуперации;
• в отопительных системах;
• в системах централизованной подачи горячей воды.

Среди наиболее значимых преимуществ данной конструкции можно выделить:

• широкий диапазон рабочих температур;
• отсутствие герметизирующих прокладок;
• инертность к агрессивным рабочим средам;
• простоту монтажа и технического обслуживания.

В отличии от сборных ПТО, полусварные агрегаты практически полностью исключают возможность неправильной сборки.

Сварные пластинчатые теплообменники

Отсутствие уплотнений является главной особенностью конструкции сварных теплообменных аппаратов. Гофрированные пластины сварены в один блок, в котором рабочая среда протекает по внутренним каналам, а нагреваемая – по внешним.

Применяются СПТО при работе с агрессивными средами при повышенных температурах и высоком давлении рабочих сред.

Конструктивные особенности сварных теплообменников обеспечивают следующие преимущества:

• компактность;
• высокий коэффициент теплопередачи;
• незначительные теплопотери;
• простоту технического обслуживания.

Отсутствие уплотнений в сварных ПТО обеспечивает полную герметичность рабочих каналов, что позволяет работать в экстремальных условиях.

Технические характеристики

Как правило, технические характеристики пластинчатого теплообменника определяются количеством пластин и способом их соединения. Ниже приведены технические характеристики разборных, паяных, полусварных и сварных пластинчатых теплообменников:

Рабочие параметры	Единицы измерения	Разборные	Паяные	Полусварные	Сварные
КПД	%	95	90	85	85
Максимальная температура рабочей среды	0С	200	220	350	900
Максимальное давление рабочей среды	бар	25	25	55	100
Максимальная мощность	МВт	75	5	75	100
Средний период эксплуатации	лет	20	20	10 — 15	10 — 15

Исходя из приведенных в таблице параметров определяют необходимую модель теплообменника. Помимо этих характеристик, следует учесть тот факт, что полусварные и сварные теплообменники больше приспособлены к работе с агрессивными рабочими средами.

Для чего нужен теплообменник в отопительной системе

Объяснить наличие теплообменника в отопительной системе довольно просто. Большинство систем теплоснабжения в нашей стране спроектировано таким образом, что температура теплоносителя регулируется в котельной и подается нагретая рабочая среда непосредственно в радиаторы, установленные в квартире.

При наличии теплообменника, рабочая среда из котельной отпускается с четко определенными параметрами, например, 100⁰С. Попадая в первичный контур, нагретый теплоноситель не поступает в отопительные приборы, а нагревает вторичную рабочую среду, которая и попадает в радиаторы.

Преимущество такой схемы заключается в том, что регулировка температуры теплоносителя осуществляется на промежуточных индивидуальных тепловых станциях, откуда и подается потребителям.

Достоинства и недостатки

Широкое распространение пластинчатых теплообменников обусловлено следующими достоинствами:

• компактными габаритами. За счет использования пластин существенно увеличивается площадь теплообмена, что снижает общие габаритные размеры конструкции;
• простотой монтажа, эксплуатации и технического обслуживания. Модульная конструкция агрегата позволяет легко разобрать и промыть требующие очистки элементы;
• высоким КПД. Производительность ПТО составляет от 85 до 90%;
• доступной стоимостью. Кожухотрубные, спиральные и блочные установки, при сходных технических характеристиках, стоят значительно дороже.

Недостатками пластинчатой конструкции можно считать:

• необходимость заземления. Под действием блуждающих токов в тонких штампованных пластинах могут образовываться свищи и другие дефекты;
• необходимость использования качественных рабочих сред. Поскольку поперечное сечение рабочих каналов небольшое, применение жесткой воды или некачественного теплоносителя может привести к засору, что снижает интенсивность теплопередачи.

Схемы обвязки пластинчатого теплообменника

Существует несколько способов подключения ПТО к отопительной системе. Наиболее простым принято считать параллельное включение с регулировочным клапаном, принципиальная схема которого приведена ниже:

Схема параллельного подключения ПТО

К недостаткам такого подключения можно отнести повышенную нагрузку на отопительный контур и небольшую эффективность нагрева воды при значительной разности температур.

Параллельное подключение двух теплообменников в двухступенчатую схему обеспечит более продуктивную и надежную работу системы:

Схема двухступенчатого параллельного подключения

1 – пластинчатый теплообменник; 2 – температурный регулятор; 2.1 – клапан; 2.2 – термостат; 3 – насос циркуляционный; 4 – счетчик расхода горячей воды; 5 – манометр.

Нагревающей средой для первой ступени служит обратный контур отопительной системы, а в качестве нагреваемой среды – холодная вода. Во втором контуре нагревательной средой служит теплоноситель из прямой магистрали отопительной системы, а в качестве нагреваемой среды – предварительно подогретый теплоноситель из первой ступени.

Инструкция по эксплуатации

К каждому заводскому пластинчатому теплообменнику обязательно прилагается подробная инструкция по эксплуатации, содержащая всю необходимую информацию. Ниже будут приведены некоторые основные положения, касающиеся всех типов ПТО.

Установка ПТО

1. Место расположения агрегата должно обеспечивать свободный доступ к основным узлам для проведения технического обслуживания.
2. Крепление подающих и отводящих магистралей должно быть жестким и герметичным.
3. Устанавливать теплообменник следует на строго горизонтальную бетонную или металлическую основу, обладающую достаточной несущей способностью.

Пуско-наладочные работы

1. Перед запуском агрегата необходимо проверить его герметичность согласно рекомендациям, приведенным в техническом паспорте изделия.
2. При первичном запуске установки скорость повышения температуры не должна превышать 25⁰С/ч, а давление в системе 10 Мпа/мин.
3. Порядок проведения и объем пуско-наладочных работ должны четко соответствовать приведенному в паспорте агрегата перечню.

Эксплуатация агрегата

1. В процессе использовании ПТО не допускается превышение температуры и давления рабочей среды. Перегрев или повышение давления могут привести к серьезным поломкам или полному выходу из строя агрегата.
2. Для обеспечения интенсивного теплообмена между рабочими средами и увеличения КПД установки необходимо предусмотреть возможность очистки рабочих сред от механических примесей и вредных химических соединений.
3. Значительно продлить срок службы устройства и увеличить его производительность позволит регулярное проведение технического обслуживания и своевременная замена поврежденных элементов.

Промывка пластинчатого теплообменника

Функциональность и работоспособность агрегата в значительной степени зависит от качественной и своевременной промывки. Частота промывки обусловлена интенсивностью работы и особенностями технологических процессов.

Методика проведения очистных работ

Образование накипи в теплообменных каналах является наиболее распространенным видом загрязнения ПТО, ведущим к снижению интенсивности теплообмена уменьшению общего КПД установки. Удаление накипи производится с помощью химической промывки. Если помимо накипи присутствуют другие виды загрязнения, необходимо произвести механическую очистку пластин теплообменника.

Химическая промывка

Метод применяется для очистки всех типов ПТО, и эффективен при незначительном загрязнении рабочей зоны теплообменника. Для проведения химической очистки не требуется разборка агрегата, что позволяет значительно сократить время проведения работ. Кроме того, для очистки паяных и сварных теплообменников другие методы не применяются.

Химическая промывка теплообменного оборудования производится в следующей последовательности:

1. специальный моющий раствор вводится в рабочую зону теплообменника, где под воздействием химически активных реагентов происходит интенсивное разрушение накипи и других отложений;
2. обеспечение циркуляции моющего средства по первичному и вторичному контурам ТО;
3. промывка теплообменных каналов водой;
4. слив чистящих препаратов из теплообменника.

В процессе проведения химической очистки особое внимание следует уделить окончательной промывке агрегата, поскольку химически активные компоненты моющих средств могут разрушить уплотнения.

Наиболее распространенные виды загрязнений и способы очистки

В зависимости от используемых рабочих сред, температурных режимов и давления в системе, природа загрязнений может быть различной, поэтому для эффективной очистки необходимо правильно подобрать моющее средство:

• очистка от накипи и металлических отложений используются растворы фосфорной, азотной или лимонной кислоты;
• для удаления оксида железа подойдет ингибированная минеральная кислота;
• органические отложения интенсивно разрушаются гидроксидом натрия, а минеральные – азотной кислотой;
• жировые загрязнения удаляют с помощью специальных органических растворителей.

Поскольку толщина теплообменных пластин составляет всего 0,4 – 1 мм, особое внимание следует уделять концентрации активных элементов в моющем составе. Превышение допустимой концентрации агрессивных компонентов может привести к разрушению пластин и уплотнительных прокладок.

Широкое применение пластинчатых теплообменников в различных отраслях современной промышленности и коммунального хозяйства обусловлено высокой производительностью, компактными габаритными размерами, простотой монтажа и технического обслуживания. Еще одним преимуществом ПТО является оптимальное соотношение цена/качество.

Схемы подключения теплообменников (7 фото)

Подробности

Раздел: Теплоснабжение

Категория: Тепловые пункты

Создано 17.02.2015 18:33

Просмотров: 15047

Подключение теплообменника может осуществляться по трем различным схемам: параллельной, двухступенчатой смешанной и последовательной. Конкретный способ подсоединения должен выбираться с учетом максимальных потоков теплоты на ГВС (Qh max) и отопление (Qo max).

На настоящий момент схема подключения теплообменника регламентируется правилами СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»

Основные схемы подключения теплообменника:

Теперь рассмотрим все 3 способа инсталляции более детально.

Параллельное подключение с принудительной циркуляцией теплоносителя.

В данном случае необходима установка температурного регулятора, а условные обозначения расшифровываются следующим образом:

1 – пластинчатый теплообменник;
2 – температурный регулятор, в котором 2.1 – это клапан, а 2.2 – термостат;
3 – насос, подающий давление на теплоноситель;
4 – счетчик подогретой воды;
5 – манометр.

Преимущества параллельного подключения теплообменника: позволяет экономить полезное пространство помещения и очень проста в исполнении.

Недостатки: отсутствует подогрев холодной воды.

Очень проста в реализации и относительно недорогая. Позволяет сэкономить полезное пространство посещения, но при этом невыгодна в плане расхода теплоносителя. Кроме того, при таком подсоединении трубопровод  должен быть увеличенного диаметра.

Двухступенчатая смешанная схема.

Как и в случае с параллельной, требует обязательной установки температурного регулятора, и чаще всего применяется при подключении общественных зданий.

Условные обозначения на чертеже полностью совпадают с  условными обозначениями на параллельной схеме.

Преимущества: тепло обратной воды расходуется на подогрев входного потока, что позволяет экономить до 40% теплоносителя.

Недостаток: дороговизна, обусловленная подключением двух теплообменников для приготовления горячей воды.

В сравнении с вышерассмотренной схемой, способствует снижению расхода теплоносителя (примерно на 20-40%), но имеет и ряд недостатков:

    нуждается в профессиональном и очень точном подборе оборудования;
    для реализации потребуются сразу 2 теплообменных аппарата, что увеличит бюджет;
    при таком подключении ГВС и отопительная система сильно влияют друг на друга.

Двухступенчатая последовательная схема.

Ее реализация подразумевает монтаж терморегулятора, а условные обозначения идентичны вышеуказанным.

Принцип действия такой системы: разветвление входящего потока  на два, один из которых проходит через регулятор расхода, а второй – через подогреватель. Затем оба потока смешиваются и поступают в отопительную систему.

Преимущество: в сравнении со смешанной схемой, такое подключение теплообменника дает возможность более эффективно расходовать теплоноситель и выровнять суточную тепловую нагрузку на сеть (идеально для установки в сетях с множественными абонентскими вводами). Экономия на теплоносителе достигает 60%, в сравнении с параллельной схемой, и 25% — со смешанной.

Недостаток:  нельзя полностью автоматизировать тепловой пункт.

Позволяет снизить расход теплоносителя на 60% в сравнении с параллельным подсоединением и на 25% — со смешанным. Несмотря на это, ее применяют крайне редко. А причина этому:

•     сильное взаимное влияние ГВС и отопления;
•     возможность перегревов воды в отопительной сети, что снижает ее эксплуатационный срок службы;
•     для реализации потребуются еще более высокоточные и сложные расчеты, чем при подключении по смешанной схеме;
•     сложность, а иногда и невозможность автоматизации процессов.

• < Назад
• Вперёд >

Обвязка теплообменника | Рекомендации и требования

Для правильной обвязки теплообменника желательно иметь разработанный и согласованный проект системы, в которой теплообменник будет использоваться. Трубопроводы должны присоединяться к теплообменнику согласно монтажного чертежа, паспорта на ПТО и настоящих рекомендаций. Ниже приведена рекомендуемая (примерная) схема обвязки теплообменника.

Для предотвращения попадания в ПТО взвешенных частиц и его загрязнения на подводящих трубопроводах необходимо установить механические фильтры-грязевики. На все трубопроводы рекомендуется установить запорные элементы, чтобы во время профилактических работ ПТО мог быть отключен от внешних систем. Для контроля режимов работы ПТО необходимо использовать термометры и манометры.

Для отведения воздуха при заполнении ПТО в обоих его контурах в самых высоких точках портов присоединений рекомендуется установить
вентили развоздушивания.  Вблизи портов ПТО рекомендуется предусмотреть ниппеля с запорными кранами и наружной резьбой 1/2 или 3/4 дюйма для опорожнения ПТО и проведения безразборной химической промывки теплообменника. Между прижимной плитой и задней опорой ПТО находится зона вскрытия ПТО, которая не должна быть занята трубопроводами.
Перед обвязкой многоходовых ПТО необходимо проверить правильность установки размера PPmax.  Присоединения к портам на прижимной плите должны иметь подвижность параллельно стяжным шпилькам ПТО. Это обеспечивается установкой компенсаторов. Трубопроводы и отводы должны быть съемными и обеспечивать возможность перемещения прижимной плиты по всей длине направляющей штанги для чистки и технического осмотра. Для обеспечения возможности дополнительного подтягивания пакета пластин присоединение трубопроводов должно осуществляться через гибкие вставки.
Никакие посторонние силы  и вибрации не должны влиять на порты присоединений ПТО – все трубы должны поддерживаться опорами, при наличии в системе насосного оборудования, работающего на поршневом принципе, между ним и ПТО должен устанавливаться гаситель вибрации. Допустимое рабочее давление указывается на  шильде на основной плите ПТО и в Паспорте ПТО.

ВНИМАНИЕ! Рекомендуется обязательная установка предохранительного клапана на нагреваемом контуре пластинчатого теплообменника (ПТО) между запорным элементом и нагреваемой полостью ПТО.

Отсутствие предохранительного клапана на указанном участке может привести к выходу резиновых уплотнений из строя при нарушении технологии запуска ПТО в эксплуатацию и является НЕГАРАНТИЙНЫМ случаем выхода ПТО из строя.

В случае выполнения сварочных работ в непосредственной близости от ПТО необходимо защитить пластины и прокладки от брызг расплавленного металла и воздействия ультрафиолетового излучения.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ приваривать фланцы к трубопроводам непосредственно на теплообменнике!

Нужно выверить и установить фланцы как необходимо, провести прихватку сваркой фланцев к трубопроводам, проварку произвести в отдаленном от ПТО месте, не допуская попадания брызг сварки на ПТО и его пластины. Также необходимо избегать перегрева плит корпуса и вместе  с ним пластин (особенно резиновых уплотнений). Невыполнение данного требования означает потерю гарантии на весь ПТО.

схема, устройство и принцип работы

Пластинчатые теплообменники представляют собой технические устройства, состоящие из тонких металлических штампованных пластин. С их помощью происходит передача тепловой энергии от горячего теплоносителя к нагреваемой среде. Приборы работают по одинаковому принципу, но отличаются по мощности, материалу изготовления, средней рабочей температуре и виду уплотнителя.

Устройство теплообменника

В устройстве пластинчатого теплообменника задействованы:

• набор рельефных пластин— неподвижных и прижимных;
• патрубки для входа и выхода теплоносителя;
• плиты для стяжки;
• стяжные болты.

Основными деталями являются пластины.  Они нужны для переноса энергии от одного теплоносителя к другому. Их изготавливают штампованием из нержавеющей стали низкой пробы. Затем производят полировку электрохимическим способом. В итоге детали устойчивы к коррозии, могут работать при высокой температуре. На рисунке представлены пластины разных видов.

В схемах отражена конструкция теплообменника, которая зависит от модели устройства. Количество пластин с закрепленными прокладками для герметизации каналов может быть разным. На них приходится основная нагрузка при работе оборудования, так как детали крепления и рама являются элементами корпуса.

Пластины имеют гофрированную поверхность и рельефную окантовку. Это гарантирует надежное крепление при их сжатии, а также придает конструкции дополнительную жесткость. Подобное строение обеспечивает свободное перемещение жидкости по каналам.

Отличия теплообменников:

• в разборных аппаратах модуль с пластинами находится между прижимными и стационарными элементами, они крепко присоединены с помощью стержней;
• пластины разделяют каучуковые или герметичные уплотнители;
• уплотнители приклеены в специальные отверстия или закреплены шпильками;
• если теплообменник паяный, его детали соединены припоем, обеспечивающим целостность прибора;
• аппарат может быть установлен на пол или несущую конструкцию.

Схема и принцип работы пластинчатого теплообменника

Современные пластинчатые теплообменники эксплуатируются по особой системе. Отделы оборудования по очереди заполняются охлаждаемым и нагреваемым теплоносителем. Для того чтобы его удерживать или пропускать, применяют прокладки-уплотнители. Теплые и холодные массы перемещаются навстречу друг другу.

Пластины имеют высокую теплопередачу за счет эффективной конструкции. При их изготовлении используется специальная разработка «Офф-сет». Ее принцип заключается в создании каналов, располагающихся симметрично и ассиметрично. В результате жидкость распределяется равномерно, а теплоотбор увеличивается. Пластины могут быть двух видов.

1. Жесткое рифление, нанесенное под углом 30 градусов. У таких изделий повышена теплопроводность, но при этом они не могут сдерживать высокого напора жидкости.
2. Мягкое рифление под углом 60 градусов. Пластины имеют пониженную тепловую проводимость, но зато способны выдерживать высокий напор жидкости.

Изменяя пластины внутри теплообменника, можно найти оптимальные способы тепловой отдачи. При этом размер оборудования будет в несколько раз меньше, чем кожохотрубное устройство, но тепломеханические показатели у них одинаковы.

Для правильного подключения такого устройства, как пластинчатый теплообменник, требуется специальная схема:

• F1 — подведение нагревающего теплоносителя;
• F2 — отведение нагретой среды;
• F4 — отведение нагревающего теплоносителя;
• F3 — подведение охлажденной жидкости;
• М — манометр;
• Т — термометр;
• КЗ — кран запорный;
• ФМС — фильтр магнитно-сетчатый;
• КР — клапан регулирующий;
• ФЛ — фланец плоский.

Технические характеристики

Пластинчатые теплообменники могут использоваться для передачи энергии между жидкими и газообразными средами. Устройства применяют в сфере ЖКХ для подогрева воды и отопления многоквартирных домов, на промышленных объектах и электростанциях.

Основные технические характеристики теплообменников с пластинами:

• давление при стандартных условиях работы от 2,5 до 4,0 МРа;
• рабочая температура от -50 до +300 °С;
• прокладки из тонкой листовой меди, Nitrile, Silicone;
• пластины из нержавеющей стали.

Устройство имеет следующие преимущества:

• КПД до 95 %;
• при необходимости мощность устройства легко увеличивается простым добавлением пластин;
• маленькие размеры по сравнению с оборудованием других типов;
• удобство обслуживания — при загрязнении пластины легко очищаются от налета;
• качественная полировка пластин предотвращает появление отложений на их поверхности;
• срок эксплуатации до 25 лет;
• невысокая стоимость ремонта;
• монтировать пластинчатый теплообменник достаточно просто, если есть схема установки.

Материалы, используемые для изготовления

Материал для производства пластинчатого теплообменника должен иметь следующие качества:

• устойчивость к химическому воздействию;
• антикоррозийные свойства;
• стойкость к высокой температуре.

Большинство низкотемпературных элементов для аппаратов изготавливают из малоуглеродистой стали. Для деталей, работающих при высоких температурах, используют жароустойчивую сталь. Она не окисляется при воздействии химических растворов и обладает повышенной прочностью.

Для отдельных узлов пластинчатого теплообменника применяют чугун и цветные металлы. Важно, чтобы материал обладал хорошими качествами для литья и не подвергался коррозии.

Для вентилей и задвижек применяют ковкий чугун, который имеет большую пластичность. Легированный чугун используют для производства деталей, устойчивых к растворам кислот и высокой температуре. Он не окисляется, не изменяет форму при нагреве до 1000 °С.

Цветные металлы и сплавы подходят для корпуса теплообменника. Они обладают высокой тепловой проводимостью и антикоррозийными качествами. Большое распространение получили:

• латунь — сплав на основе меди с добавлением олова;
• бронза — сплав меди, алюминия и цинка.

Для изготовления устройств также применяют неметаллические материалы: каучук, пластмассу, силикон. Они не подвержены агрессивному влиянию окружающей среды, поэтому их используют для производства прокладок и уплотнителей.

Керамические материалы имеют небольшой вес, не распадаются при высокой температуре и обладают хорошей прочностью. Их применяют в качестве теплоизоляционных элементов.

Виды теплообменников

• Разборные пластинчатые теплообменники работают по принципу передачи тепла от горячей жидкости к нагреваемой среде через стальные гофрированные пластины. Они устанавливаются в раму и стягиваются в пакет. Движение жидкости происходит по встречным направлениям, а в местах возможной встречи нагретой и холодной сред находится резиновое уплотнение. Таким образом, исключается смешивание. Все пластины имеют одинаковую форму и размер. Основное преимущество данного вида оборудования в том, что для увеличения мощности достаточно просто добавить нужное количество пластин, для снижения — убрать лишние. Конструкция также дает возможность легко производить промывку деталей и текущий ремонт, поскольку разборка аппарата элементарна.
• Пластинчатый паяный теплообменник относится к самоочищающимся приборам: схема основана на создании сильно турбулизированных потоков. Если применяется загрязненный теплоноситель, можно провести безразборную чистку оборудования с применением химических препаратов. Металл пластин позволяет использовать различные кислоты для промывки. Для соединения пластин между собой применяется метод твердого припоя. Это дает возможность исключить использование уплотняющих прокладок и прижимных плит, что сводит к минимуму риск протечек.
• Сварные и полусварные теплообменники используют в системах холодоснабжения. Фреон, конденсатор или аммиак циркулирует внутри модулей, исключая утечку хладагента. В таком приборе пластины складываются попарно и свариваются с помощью лазера. В результате в конструкции отсутствуют материалы для уплотнения, увеличивается устойчивость к давлению, повышается срок эксплуатации оборудования.

Устройства могут отличаться по типу компоновки. При одноходовой жидкость разделяется на параллельные потоки, движется по каналам и сливается через специальный выход. Пластинчатый многоходовый теплообменник имеет глухие перегородки, поэтому его схема работы более сложная: теплоноситель циркулирует по каналам, совершая разворот.

Установка пластинчатого теплообменника в схемах подключения

---

Рубрика: Пластинчатые теплообменники в Челябинске

---

Поскольку установка пластинчатого теплообменника обладает рядом плюсов, стоит говорить о практической целесообразности замены устаревших систем подогрева на это современное, технологически более совершенное и эффективное устройство. Такая установка позволит получить в результате целый ряд существенных плюсов, которые нельзя не учитывать. Это и длительный срок эксплуатации, и высокая эффективность теплопередачи, поскольку у пластинчатых теплообменников КПД выше, а расход теплоносителя – меньше. Кроме того это позволит снизить монтажные и эксплуатационные расходы (на установку и обслуживание, на ремонт). Теплообменники нового поколения компактны и их применение повышает надежность работы всего используемого технологического оборудования в тепловом пункте, а в электромашине таким примером может служить воздухоохладитель вуп секционного типа.

Конструкция теплообменника, его высокие гидравлические и тепловые характеристики позволяют снизить расход используемого в системах теплоснабжения теплоносителя. Это снижение расхода позволяет сэкономить до тридцати процентов тепловой энергии, а соответственно и ваши деньги.

Схемы подключения пластинчатых теплообменников

Подогреватели подобного типа имеют собственную, несколько отличную от ставшей уже привычной, схему монтажа. Благодаря своей простоте, пластинчатые теплообменники при монтаже имеют возможность быть установленными в тепловом пункте прямо на пол, либо же на несущую конструкцию теплопункта блочного типа. Как правило, схема подключения пластинчатого теплообменника прилагается к каждому такому устройству. Ее можно скачать в интернете (главное – внимательно относится к побору схемы именно той самой, конкретной нужной модели устройства), или заказать у производителя. В последнем случае можно получить даже детальные доступные пояснения, планы в виде 2Д и 3Д схем, полноценные консультации или помощь квалифицированных специалистов. А можно ознакомиться самостоятельно с материалами статьи «Регулирование производительности пластинчатого теплообменника». 

Чтобы сразу не путаться скажу, что есть всего две схемы подключения: одноступенчатая и двухступенчатая. Смотрим, как их определить. Есть две формулы.

1. 0.2? Q_hmax/Q_{o max}?1 -одноступенчатая схема.
2. 2<Q_hmax/Q_{o max}<2 — двухступенчатая схема.
   

где  Q_hmax — максимальный поток теплоты на горячее водоснабжение, а Q_{o max} — максимальный поток на отопление.

Т.е. эти значения нужно учитывать на этапе проектирования теплового пункта выбрав подходящую схему подключения теплообменника и узнав нужные значения, либо они уже есть на рабочем пункте и согласно формул определяется та или иная схема.

Рассмотрим несколько примеров схем.

Одноступенчатая схема подключения теплообменников горячего водоснабжения

Расход теплоты на отопление регулируется автоматически. Подключение центрального теплового пункта и индивидуального теплового пункта зависимое.

1. теплообменник

Двухступенчатые схемы подключения теплообменников гвс

для жилых домов и общественных зданий

В ЦТП и индивидуальные тепловые пункты система отопления подключается зависимо.

16 — задвижка.

Двухступенчатая схема подключения теплообменного оборудования горячего водоснабжения

в промышленных зданиях и промышленных площадках

Применяется для ЦТП с зависимым подключением.

Можно ознакомиться с видами теплообменных аппаратов для этих систем.

в жилых и общественных зданиях

В ЦТП и ИТП система отопления подключается независимо

В индивидуальных тепловых пунктах  -ИТП

Наличие водоструйного элеватора. Расход теплоты отопления регулируется автоматически. Об автоматических системах регулирования есть хороший материал. 

В ИТП

Зависимое подключение отопления с автоматическим регулированием расхода тепла.

Одноступенчатая схема подключения теплообменного оборудования гвс

Для ЦТП и ИТП. Схема подключения зависимая, регуляции тепла нет.

Двухступенчатая схема подключения теплообменных аппаратов гвс

Для центральных и индивидуальных тепловых пунктов с зависимым подключением и без регуляции тепла.

Все эти схемы и их подробное описание можно найти в материале о своде правил сп на проектирование тепловых пунктов и при необходимости можете и скачать их. А далее маленько рассмотрим особенности пластинчатых теплообменников.

Пластинчатый разборный теплообменник имеет собственную специфическую конструкцию. Состоит он из стальных плит – неподвижной передней и подвижной задней, между которыми стягиваются пластины и прокладки. В нужном положении пластины теплообменника устанавливаются с помощью двух направляющих, а затем стягиваются стяжными шпильками до необходимого размера. Также в конструкции присутствуют и иные активные элементы, такие, например, как задвижки и фланцы, которые в той или иной мере обеспечивают правильное функционирование устройства и нормальную его работу, облегчают эксплуатацию теплообменника для простого пользователя.

Пластинчатый теплообменник оборудован пластинами, развернутыми на 180° одна за другой и образующие в результате этого поворота специальные каналы. Каналы же, в свою очередь, предназначены для создания турбулентного потока жидкости. Их чередование (со средой греющей и нагреваемой) обеспечивает правильная установка и регулирование пластин. Присоединительные патрубки, фланцы стальные находятся на плите. В случае одноходовых теплообменников – на неподвижной, а в случаях двух и трехходовых – на подвижной. Мощность устройства зависит от количества и размера использованных пластин.

Вот и установка подогревателя зависит и от помещения где он находится.

Далее можно посмотреть  характеристики и устройство теплообменных аппаратов нашего производства.

Так как схема подключения предполагает наличие каких-либо емкостей, то мы занимаемся и их производство. Нужную емкость можно выбрать в разделе емкостное оборудование и ознакомиться с ее характеристиками.

1. горизонтальные аппараты типа гкк 1-1
   
2. аппарат емкостной цилиндрический типа 3
   

И наконец можно почитать наиболее популярные материалы нашего сайта.

Наиболее читаемые материалы

Наилучшего вам настроения и прекрасных заказов теплообменного оборудования у МеталлЭкспортПром!

 

< Предыдущая		Следующая >

Монтаж пластинчатого теплообменника

Пластинчатый теплообменник, является технологичным устройством, которое имеет высокие показатели эффективности в использовании. Он в своей конструкции имеет раму, выполненную из качественной стали. Рама пластинчатого теплообменника состоит из активных и неактивных частей, а также плит, закрепленных к неподвижной части к которой устанавливается основная консоль и затем дополнительная консоль. Установленные пластины в теплообменнике развернуты на угол в 180 гр., и составляют технологические каналы для создания потока жидкости. Эти пластины, стягиваются до требуемого размера, при помощи специальных шпилек.

Особенности конструкции теплообменника пластинчатого типа

От числа установленных пластин зависит мощность теплообменника пластинчатого. В конструкции имеются дополнительные детали и элементы: различные крепления, фланцы и пр. Механизм, при помощи которого, плита устройства закрепляется на верхней (основной) консоли устройства, дает возможность отодвигать плиту для проведения технического обслуживания оборудования. На самой плите оборудования (ее часто называют несущей конструкцией) крепятся пластины. В технологический канал между соседними пластинами подается носитель тепла. Теплообмен от теплой среды, выполняется при помощи нагреваемых каналов, которые идут по порядку. Для выполнения герметизации технического канала, крепятся между используемыми пластинами, специализированные уплотнительные прокладки. Каналы необходимым образом разделены кольцами уплотнения, из образовавшегося пространства может протекать жидкость, когда одно из используемых колец не выполняет свои функции.

Прокладки крепятся в технологическом канале между имеющимися пластинами устройства. На поверхности используемых пластин, специализированную прокладку возможно приклеить или надежно закрепить, при помощи использования фиксации с помощью клипсы.В современной промышленности, чаще всего, используют механизм креплений при использовании клипс. В прочих вариантах, более практичен приклеенный тип, потому как она дольше держится и производить чистку оборудования, имеется возможность без демонтажа установленных в оборудование прокладок.

Принцип монтажа теплообменника

Перед началом работ по установке теплообменника пластинчатого. потребуется тщательно проверить, до требуемого ли размера закреплен его пакет специальных пластин. Когда это условие не выполнено, тогда потребуется произвести сжатие пластин до стандартного размера (отмечен производителем оборудования).

Место монтажа этого оборудования, должно иметь нужные несущие характеристики (учитывается вес полностью заполненного устройства). Теплообменник оснащен специальными опорными элементами на плите и дополнительным угольником на опоре установленной сзади. Его, имеется возможность закрепить болтами и требуемого размера дюбелями. При монтаже устройства на прочных рамах или перекрытиях, должно обеспечиваться прочное и надежное крепление. Когда теплообменник монтируется на крыше сооружений и здания, в обязательном порядке требуется выполнить защитный козырек или устройство должно иметь специальный кожух.

Установка этого типа оборудования, имеет большое число достоинств перед ранее используемыми системами. Эффективность теплообменника для ГВС пластинчатого гораздо выше, расход носителя тепла меньше, затраты на установку значительно ниже, что дает большую практичность и продолжительный срок использования этого современного оборудования. Использование теплообменников повышает эффективность и высокую надежность работы, которые занимают гораздо меньше общего места в помещениях. Снизить показатель расхода используемого для работы оборудования теплоносителя, дает возможность конструкция и отличные гидравлические показатели устройства, экономия может составлять более 35%.

Пластинчатые виды устройств, имеется возможность установить на специализированном тепловом участке на пол, или на прочную конструкцию блочного типа исполнения. К оборудованию, чаще всего, прилагается специальная схема подключения или же ее имеется возможность найти в глобальной сети интернет, а также у производителя определенной модели оборудования. В таком случае, имеется прекрасная возможность получить подробные планы с подробными пояснениями и, если требуется консультацию квалифицированных специалистов.

Выбор места монтажа

При выборе места установки теплообменника, потребуется учитывать пространство, которое должно соответствовать нормативам для установки этого оборудования. Для установки и последующего технического обслуживания пластинчатого теплообменника, требуется оставлять 1 — 2 м места с двух сторон. Потому как, для разборки установленного теплообменника, плита должна сдвигаться вплотную до опоры, которая установлена сзади устройства. Не рекомендуется производить в этом пространстве установку прочих механизмов, которые будут препятствовать техническому обслуживанию оборудования пластинчатого типа исполнения.

Особенности подключения

Теплообменник для ГВС пластинчатый, может быть подключен к действующим трубам через специальные патрубки для подачи и последующего отвода. Патрубки, которые не используются в процессе работы, должны быть правильно заглушены. Для большего удобство выполнения работ по техническому обслуживанию установленного оборудования, рекомендуется располагать запорные механизмы (вентили) и сливную арматуру в необходимой близости от устройства.

При осуществлении монтажа теплообменника пластинчатого к трубам различного типа, потребуется выполнить так, чтобы на патрубки устройства со стороны труб, воздействовала минимальная нагрузка. При возникшей потребности, нужно подпереть трубопроводы надежными подпорками. При выполнении подключения труб к патрубкам на специальной плите, должно соблюдаться условие их сдвига вдоль оси пластинчатого теплообменника, что даст возможность подтягивать пластины при осуществлении работы устройства. Размер затяжки, необходимо выполнять меньшего значения, определенного в тех параметрах оборудования. При протекании в устройстве опасных веществ, требуется предусмотреть специальные меры безопасности, которые предотвращают истечения веществ в окружающую среду (к примеру, при помощи установки устройства на специальном защитном поддоне).Схемы подключения

Теплообменник подключается по одной из существующих схем, таких как:

• Параллельная.
• 2-х ступенчатая.
• Последовательная.

Когда используется параллельная схема, тогда в дополнительном варианте потребуется смонтировать температурный регулятор. К главным достоинствам такого типа подключения, относится экономия площади помещения и относительно невысокая цена, а также относительная легкость выполнения проекта. К некоторым недостаткам — относят способ подогрева воды. На сегодняшний день, пластинчатые теплообменники российского производства пользуются высоким спросом и востребованностью, благодаря значительному числу достоинств, которыми они обладают.

2-х ступенчатая схема, имеет некоторые достоинства и недостатки. К плюсам такого подключения, можно отнести экономию носителя до 35 %. Это выполняется за счет такого момента, что потери тепла обратной воды приходятся на подогрев воды. Определенный недостаток использования пластинчатого типа теплообменника по этой схеме подключения — это достаточно высокая цена, которая вызвана потребностью подключения 2-х теплообменников для того, чтобы получать горячую воду в требуемых объемах. Принцип работы двухступенчатой схемы подключения, заключается в таком моменте, что входящий поток делится на две независимые ветки. Одна из них проходит через установленный регулятор, а другая — через систему подогрева. Затем, эти потоки соединяются и направляются в систему отопления. Среди достоинств данной схемы подключения — значительная экономия используемого теплоносителя (на 65 %, если производить сравнение со схемой параллельного типа и на 30 % в своем сравнении со схемой подключения смешанного типа). Главным недостатком подобного подключения теплообменника, является невозможность выполнения качественной автоматизации в процессе работы оборудования.

Монтаж оборудования нагрева — теплообменники

Монтаж оборудования нагрева — теплообменники

Теплообменник – прибор для нагрева воды в бассейне

Теплообменник – наиболее распространенный и более экономичный, чем электронагреватель, прибор для нагрева воды в бассейне.

 

Теплообменники бывают из нержавейки для обычной воды и из титана для морской или соленой воды. Корпуса самих теплообменников изготавливают либо из нержавеющей стали, либо из пластика.

 

Процесс нагрева воды бассейна осуществляет посредством передачи тепла от горячей воды контура отопительного котла более холодной воде бассейна. Чем больше разница между этими температурами, тем больше эффективность (КПД) теплообменника. Как правило в Проекте теплоносителя в 70 – 90 градусов. Если по каким-то причинам такую температуру выдать не получается приходится увеличивать мощность теплообменника.

 

Схема подключения теплообменника

1 — Теплообменник

2 — Отопительный котел

3 — Контур теплоносителя(от котла)

4 — Термостат (датчик температуры)

5 — Кран

6 — Обратный клапан

7 — Циркуляционный насос

8 — Контур воды бассейна

9 — Фильтр

10 — Насос

11 — Пульт управления бассейном

12 — Забор воды из бассейна или переливной емкости

13 — Возврат

14 — Слив в канализацию (ливневку)

 

Работа теплообменника регулируется контроллером от датчика температуры или термостатом, которые запускают циркуляционный насос контура отопительного котла и открывают или закрывают электромагнитный клапан. Последний открывает проток горячей воды через теплообменник. Место монтажа термостата: тройник сразу после фильтра. Место монтажа температурного датчика – специальная резьбовая гильза, врезаемая в подающую общую трубу до теплообменника или уже готовая гильза в теле самого теплообменника.

 

Варианты схем обвязки теплообменника по контуру теплоносителя

	Максимальный вариант обвязки теплообменника по контуру теплоносителя с измерением давления и температуры перед теплообменником и после. Применяется там где документируется температура и давление в журнале, как правило, в больших общественных бассейнах. ЭМК — электромагнитный клапан ФГО — фильтр грубой очистки М — манометр Т — термометр Кш — кран шаровый ЦН — циркуляционный насос ОК — обратный клапан
	Оптимальный вариант, применяемый и в маленьких частных и в больший общественных бассейнах.   Пунктирная линия — граница ответственности между сантехниками и бассейнщиками.
	Вариант обвязки без обратного клапана. Особенность ЭМК — это то, что клапан запирает поток теплоносителя только в одном направлении, а в обратном — пропускает. В случае, когда давление на обратной магистрали теплоносителя по какой-то причине больше, чем на прямой, нагрев бассейна не прекращается.
	Вариант с мнимой экономией или с миной замедленного действия. Отсутствие фильтра грубой очистки (ФГО) приводит всегда к неисправности электро-магнитного клапана (ЭМК), из-за попадания частицы грязи разного происхождения клапан перестает закрываться и как следствие — ток теплоносителя не прекращается, идет постоянный нагрев воды бассейна.
	Вариант для самых экономных. Чем он чреват? Отсутствие ЭМК не позволяет запирать ток теплоносителя, через циркуляционный насос (ЦН) теплоноситель проходит даже тогда, когда он не работает. Отсутствие обратного клапана (ОК) в случае, когда в обратке давление больше, чем в подаче, приводит к тому, что нагрев бассейна никогда не прекращается.

 

Теплообменник монтируется в линию подачи очищенной песчаным фильтром воды с помощью металлопластиковых муфт. У пластиковых теплообменников и теплообменников металлических некоторых производителей (Bowman) предусмотрена муфта ПВА под вклейку. Надобность в металло-пластиковой муфте заключается в том, что при остановке потока воды в контуре воды бассейна, теплоноситель контура котла отопления продолжает отдавать тепло теплообменнику и металло-пластиковая муфта защищает ПВХ присоединение от избыточного тепла. Рассмотрим случай, когда вместо металло-пластиковой муфты вкручен обыкновенный ПВХ переход. Переход вкручивается на ФУМ-ленту или можно и на лён. При сильном нагревании, а 90 градусов для ПВХ фитингов это избыточная температура, переход размягчается и в данном случае при последующем остужении — теряет свои геометрические размеры, он уменьшается. Происходит потеря герметичности и по этому соединению произойдет протечка. Все, это соединение никогда не восстановит свои качества, потребуется его ремонт, иными словами, замена, как и требуется по технологии, на металлопластиковую муфту. 

Обвязка батареи теплообменников.

При необходимости использования нескольких теплообменников есть необходимость равномерного распределения общего потока воды. Наиболее употребим вариант симметричной обвязки, как говорят на бассейновой сленге – «штанами». Имеет право на существование и обвязка теплообменников «коллекторным» способом, т.е. трубой значительно большего диаметра, чем входной/выходной диаметр. В любом случае, каждый теплообменник обвязывается соответствующими кранами, которыми можно отрегулировать поток. Для контроля равномерности можно на входе каждого теплообменника врезать манометр.

Недостатки, встречающиеся в монтаже теплообменников читайте в статье: «Ошибки монтажа теплообменников и их последствия».

Выбор и рассчет теплообменника.

Паспорта нагревателей

Инструмент для монтажа теплообменика