Deskový výměník tepla je typ rekuperačního výměníku tepla, jehož princip je založen na přeměně a pohybu tepelné energie z jednoho média do druhého pomocí kontaktních desek. Shromážděné v jednom svazku tvoří jakýsi kanál, kterým se chladicí kapalina pohybuje. Parametry a rozměry zařízení jsou označeny normami GOST 15518-83.
Druhy výměníků tepla
V závislosti na stupni přístupu k údržbě a kontrole jsou tepelné výměníky rozděleny do několika typů:
- skládací,
- pájené,
- svařované,
- částečně svařované.
Skládací
Zařízení tohoto typu jsou montována a demontována pro pravidelnou údržbu, kontrolu a opravy. Proces přenosu tepla se provádí pomocí desek, které se navzájem střídají a vytvářejí dva pohybové okruhy. To vylučuje směšování tepelné energie mezi dvěma proudy. Všechny desky jsou odděleny gumovými rozpěrkami.
Pájené
Zařízení tohoto typu se nerozebírají, na rozdíl od dříve uvažovaného typu, a všechny desky jsou připájeny dohromady. Výhody těchto zařízení jsou považovány za přijatelné náklady a malé rozměry. Hlavní oblastí použití jsou domácí plynové kotle a jiné topné systémy.
Svařované
Jednotky této třídy se skládají z desek svařených dohromady bez gumových těsnění. Pohyb tepelného toku probíhá dvěma kanály: jedním podél zvlněného, druhým podél trubkovitého. Mezi nevýhody patří vysoká cena zařízení a jeho velikost. Nosiče tepla této třídy se používají v průmyslovém měřítku.
Polosvařované
Konstrukce sestávající z desek, které jsou instalovány kombinovaným způsobem. Těsnění jsou umístěna na vnější straně svařovaných desek v párech. Takové zařízení umožňuje jeho použití v extrémně agresivním prostředí nebo v chladicích systémech.
Výhody a nevýhody
Mezi pozitivní aspekty používání těchto jednotek patří:
- nedostatek velkých výrobních a investičních nákladů;
- účinnost dodávky tepla;
- malá velikost;
- samočisticí schopnost díky vysokému turbulentnímu proudění;
- díky zvýšení počtu desek je možné dosáhnout zvýšení účinnosti;
- spolehlivost;
- snadnost údržby a proplachování;
- lehká váha;
- snadná instalace;
- minimální povrchová kontaminace;
- úplné vyloučení míchání různých druhů chladiva díky speciálnímu těsnícímu systému;
- odolnost proti korozi;
- vysoká účinnost zajišťuje minimální povrch pro výměnu tepla;
- schopnost snížit tlakové ztráty na minimum pomocí desek s různými typy profilů;
- regulace teploty.
Nevýhody deskových výměníků tepla zahrnují:
- potřeba uzemnění;
- náročnost na kvalitu chladicí kapaliny.
Velké množství výhod umožňuje použití výměníků tepla v domácím a průmyslovém segmentu.Požadavek na chladicí kapalinu pravděpodobně není nevýhodou, ale nutností, aby se zabránilo četnosti výměny desek, které se staly nepoužitelnými.
Deskový výměník tepla
Deskový výměník tepla je široce používán pro výměnu tepla par nebo kapalin a funguje jako chladič, předehřívač nebo kondenzátor. Skládá se z několika komponent:
- pohyblivá deska;
- pevná deska;
- odbočné trubky se závitovou přírubou a svařovaným spojem;
- sada desek spojených dohromady;
- spodní a horní vodítka;
- závitový stojan pro zapínání a cvočky.
Mezi deskami jsou umístěna gumová těsnění. Pohyb tepelné energie probíhá podle několika schémat:
- přímý tok,
- protiproud,
- smíšený.
Výběr zařízení pro instalaci v topném systému a výpočet se provádí pomocí speciálního softwaru vyvinutého speciálně pro tyto účely.
Schéma připojení
Pro připojení desky TO se používá klasické schéma, ve kterém jsou zapojeny vstupní a výstupní potrubí chladicí kapaliny umístěné na předním panelu. Nejčastěji jsou tyto otvory umístěny tak, aby poskytovaly protiproud tepelné energie a zabraňovaly směšování horkých a studených toků.
Druhá možnost připojení výměníku tepla používá stejné vstupní a výstupní trysky, které mohou být umístěny nejen na předním panelu, ale také na zadní straně.
K připojení vstupního a výstupního proudu tepelné energie dochází pomocí odbočných trubek s přírubovými, závitovými nebo svařovanými spoji.
V některých případech se nepoužívají žádné odbočky. Poté se připojení provede vyvrtáním dalších otvorů s vnitřním závitem pro instalaci čepů, které budou sloužit jako připevnění k chladicí kapalině potrubím. Jako těsnění můžete použít žáruvzdornou gumu nebo gumové těsnění.
Pravidla výběru
Výběr zařízení závisí na několika parametrech, z nichž každý se počítá individuálně, podle toho, kde bude instalován výměník tepla.
Při výběru modelu je třeba určit následující body:
- typ média (pára, voda atd.);
- ukazatele teploty na vstupu a výstupu chladicí kapaliny;
- přípustná tlaková ztráta;
- indikátory maximální teploty;
- maximální tlak uvnitř zařízení;
- tepelné zatížení zařízení.
Po získání údajů o těchto parametrech je nutné vypočítat ukazatele systému výměny tepla. Poté můžete začít s výběrem modelu a spoléhat se na dostupné indikátory výkonu, průtok vody, průměr a oblast výměny tepla.
Princip činnosti
Princip činnosti deskového výměníku tepla nelze nazvat jednoduchým. Desky jsou instalovány ve vzájemném úhlu 180 stupňů. Obvykle se jedná o pájení dvou párů desek, které zajišťují vstup a výstup tepelné energie. Extrémní pár se neúčastní procesu přenosu tepla.
V závislosti na konstrukčních prvcích jsou tepelné výměníky obvykle rozděleny do tří typů:
- jednookruhový,
- víceobvodový,
- obousměrný.
Cirkulace tepelné energie v jednookruhovém zařízení se provádí trvale, po celém okruhu a v jednom směru, se současným protiproudem chladicí kapaliny.
Pohyb nosiče tepla ve víceokruhovém zařízení probíhá v různých směrech. Taková zařízení se používají pouze v případě, že existuje malý teplotní rozdíl ve zpětném a vstupním průtoku.
Pohyb tepelné energie v obousměrných zařízeních probíhá podél dvou nezávislých obvodů, které podléhají stálé kontrole nad dodávkou tepla.
Existuje další typ zařízení - parní deskový výměník tepla, který je zodpovědný za ohřev vody nebo jiné kapaliny v topném systému. Princip činnosti tohoto zařízení se neliší od standardních modelů agregátů desek.
Desky pro deskový výměník tepla
Jako materiál pro desky se používá ocel o tloušťce 1 mm. Pro turbulentní proudění chladicí kapaliny a zvětšení oblasti výměny tepla je průtoková část desek žebrovaná nebo ve formě zvlnění.
Při pohledu v řezu má zvlněný povrch rovnostranný trojúhelníkový profil. Odpor a rychlost proudění závisí na stupni úhlu, pod kterým je zvlnění umístěno. Čím je ostřejší, tím nižší je odpor a tím vyšší je rychlost chladicí kapaliny.
Kromě oceli se pro výrobu desek výměníku tepla používají i jiné slitiny, podle toho, kde bude zařízení fungovat.
Aplikace
Každý typ výměníku tepla má svůj vlastní rozsah.
Obvykle se používají ploché výměníky tepla:
- pro instalaci topných sítí;
- v chladicích komorách;
- v bazénech atd.
Pájená zařízení se používají:
- v mrazničkách;
- v klimatizačních systémech;
- ve ventilačních systémech;
- v instalacích kompresorů.
Svařovaná a částečně svařovaná zařízení našla své uplatnění:
- v klimatizačních a ventilačních systémech;
- ve farmaceutickém průmyslu;
- v potravinářském průmyslu;
- v topných systémech a zásobování teplou vodou;
- v oběhových čerpadlech atd.
V domácnosti se nejčastěji nachází pájený typ tepelného výměníku. Je odpovědný za chlazení nebo ohřev tepelné energie.
Výměník tepla je systémový prvek používaný v energetických, potravinářských, metalurgických a ropných a plynárenských průmyslech a při stavbě lodí. Převaha výhod oproti nevýhodám naznačuje jeho efektivní využití. Po správném určení technických charakteristik a úkolů zařízení můžete nainstalovat topný systém doma pomocí výkresů a schémat připojení výměníku tepla, které jsou veřejně dostupné na internetu.
