Ein Plattenwärmetauscher ist eine Art rekuperativer Wärmetauscher, dessen Prinzip auf der Umwandlung und Übertragung von Wärmeenergie von einem Medium in ein anderes mittels Kontaktplatten beruht. In einem Bündel gesammelt, bilden sie eine Art Kanäle, durch die sich das Kühlmittel bewegt. Die Parameter und Abmessungen des Geräts werden durch die Standards von GOST 15518-83 angegeben.
Arten von Wärmetauschern
Je nach Zugänglichkeit für Wartung und Inspektion werden Wärmetauscher in verschiedene Typen unterteilt:
- zusammenklappbar,
- gelötet,
- geschweißt,
- halbverschweißt.
Zusammenklappbar
Vorrichtungen dieser Art werden zur periodischen Wartung, Inspektion und Reparatur zusammengebaut und zerlegt. Der Wärmeübertragungsprozess erfolgt über Platten, die sich abwechseln und zwei Bewegungskreise bilden. Dadurch wird die Vermischung von Wärmeenergie zwischen den beiden Strömen eliminiert. Alle Platten sind durch Gummi-Abstandshalter getrennt.
Gelötet
Geräte dieses Typs werden im Gegensatz zum zuvor betrachteten Typ nicht zerlegt und alle Platten werden zusammengelötet. Die Vorteile solcher Geräte werden als erschwingliche Kosten und kleine Abmessungen angesehen. Das Hauptanwendungsgebiet sind Haushaltsgaskessel und andere Heizsysteme.
Geschweißt
Einheiten dieser Klasse bestehen aus zusammengeschweißten Platten ohne Gummidichtungen. Die Bewegung des Wärmestroms erfolgt durch zwei Kanäle: einen entlang der Wellung, der zweite entlang der Röhre. Zu den Nachteilen zählen die hohen Kosten des Geräts und seine Größe. Wärmeträger dieser Klasse werden im industriellen Maßstab eingesetzt.
Halbgeschweißt
Eine Struktur bestehend aus Platten, die kombiniert installiert werden. Die Dichtungen befinden sich paarweise auf der Außenseite der geschweißten Platten. Solche Geräte ermöglichen den Einsatz in extrem aggressiven Umgebungen oder in Kühlsystemen.
Vorteile und Nachteile
Zu den positiven Aspekten der Verwendung solcher Einheiten gehören:
- Fehlen großer Produktions- und Investitionskosten;
- Effizienz der Wärmeversorgung;
- kleine Größe;
- Selbstreinigungsvermögen durch hohe turbulente Strömung;
- durch die Erhöhung der Plattenanzahl kann eine Effizienzsteigerung erreicht werden;
- Verlässlichkeit;
- einfache Wartung und Spülung;
- Leicht;
- erleichterte Installation;
- minimale Oberflächenverschmutzung;
- völlige Eliminierung der Vermischung verschiedener Kühlmittelarten dank eines speziellen Dichtungssystems;
- Korrosionsbeständigkeit;
- hohe Effizienz sorgt für eine minimale Wärmeaustauschfläche;
- die Fähigkeit, Druckverluste auf ein Minimum zu reduzieren, indem Platten mit verschiedenen Profiltypen verwendet werden;
- Temperaturregelung.
Die Nachteile von Plattenwärmetauschern sind:
- die Notwendigkeit der Erdung;
- auf die Qualität des Kühlmittels achten.
Eine Vielzahl von Vorteilen ermöglicht den Einsatz von Wärmetauschern im Haushalts- und Industriebereich.Die Beanspruchung des Kühlmittels ist wahrscheinlich kein Nachteil, sondern eine Notwendigkeit, um den häufigen Austausch unbrauchbar gewordener Platten zu vermeiden.
Plattenwärmetauscher
Der Plattenwärmetauscher wird häufig zum Wärmeaustausch von Dämpfen oder Flüssigkeiten verwendet und fungiert als Kühler, Vorwärmer oder Kondensator. Es besteht aus mehreren Komponenten:
- bewegliche Platte;
- feste Platte;
- Abzweigrohre mit Gewindeflansch und Schweißverbindung;
- ein Satz aneinander befestigter Platten;
- untere und obere Führungen;
- Gewindeständer zur Befestigung und Bolzen.
Zwischen den Platten befinden sich Gummidichtungen. Die Bewegung der thermischen Energie erfolgt nach mehreren Schemata:
- direkter Fluss,
- Gegenstrom,
- gemischt.
Die Auswahl der Geräte zum Einbau in die Heizungsanlage und die Berechnung erfolgen mit einer speziell dafür entwickelten Software.
Schaltplan
Um die Platte TO zu verbinden, wird ein klassisches Schema verwendet, bei dem die an der Frontplatte befindlichen Kühlmitteleinlass- und -auslassrohre beteiligt sind. Meistens werden diese Löcher so positioniert, dass sie einen Gegenstrom von Wärmeenergie bereitstellen und eine Vermischung von heißen und kalten Strömen verhindern.
Die zweite Möglichkeit zum Anschluss des Wärmetauschers verwendet die gleichen Einlass- und Auslassdüsen, die sich nicht nur an der Frontplatte, sondern auch an der Rückseite befinden können.
Die Verbindung der Ein- und Ausgangsströme der thermischen Energie erfolgt mittels Stutzen, mit Flansch-, Gewinde- oder Schweißanschluss.
In einigen Fällen werden keine Abzweigrohre verwendet. Dann erfolgt die Verbindung durch Bohren zusätzlicher Löcher mit Innengewinde für die Montage von Stehbolzen, die als Befestigung des Kühlmittels an der Rohrleitung dienen. Als Dichtung können Sie einen hitzebeständigen Gummi oder eine Gummidichtung nehmen.
Auswahlregeln
Die Auswahl der Ausrüstung hängt von mehreren Parametern ab, die jeweils einzeln berechnet werden, je nachdem, wo der Wärmetauscher installiert wird.
Bei der Auswahl eines Modells müssen Sie die folgenden Punkte festlegen:
- Art des Mediums (Dampf, Wasser usw.);
- Temperaturanzeigen am Einlass und Auslass des Kühlmittels;
- zulässiger Druckverlust;
- Anzeige der maximalen Temperatur;
- maximaler Druck im Gerät;
- thermische Belastung der Geräte.
Nachdem Sie Daten zu diesen Parametern erhalten haben, müssen die Indikatoren des Wärmeaustauschsystems berechnet werden. Danach können Sie anhand der verfügbaren Leistungsindikatoren, der Wasserdurchflussmenge, des Durchmessers und der Wärmeaustauschfläche mit der Auswahl eines Modells beginnen.
Arbeitsprinzip
Das Funktionsprinzip eines Plattenwärmetauschers kann nicht als einfach bezeichnet werden. Die Platten werden in einem Winkel von 180 Grad zueinander montiert. Normalerweise ist dies ein Löten von zwei Plattenpaaren, die den Ein- und Ausgang von thermischer Energie liefern. Das Extrempaar nimmt nicht am Wärmeübertragungsprozess teil.
Je nach Konstruktionsmerkmalen werden Wärmetauscher in der Regel in drei Typen unterteilt:
- einkreisig,
- Mehrkreis,
- Zweiwege.
Die Umwälzung der Wärmeenergie in einem Einkreisgerät erfolgt permanent, entlang des gesamten Kreislaufs und in eine Richtung bei gleichzeitigem Gegenstrom des Kühlmittels.
Die Bewegung des Wärmeträgers im Mehrkreisgerät erfolgt in unterschiedliche Richtungen. Solche Geräte kommen nur zum Einsatz, wenn im Rück- und Vorlauf ein geringer Temperaturunterschied besteht.
Die Bewegung der Wärmeenergie in Zwei-Wege-Geräten erfolgt entlang zweier unabhängiger Kreisläufe, die einer ständigen Kontrolle der Wärmezufuhr unterliegen.
Es gibt einen anderen Gerätetyp - einen Dampfplattenwärmetauscher, der für das Erhitzen von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit im Heizsystem verantwortlich ist. Das Funktionsprinzip dieses Geräts unterscheidet sich nicht von den Standardmodellen der Plattenaggregate.
Platten für Plattenwärmetauscher
Als Material für die Platten wird 1 mm dicker Stahl verwendet. Um den Kühlmittelstrom zu verwirbeln und die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern, ist der Strömungsteil der Platten gerippt oder gewellt.
Im Schnitt gesehen weist die gewellte Oberfläche ein gleichseitiges Dreiecksprofil auf. Der Widerstand und die Strömungsgeschwindigkeit hängen vom Grad des Winkels ab, in dem sich die Wellung befindet. Je schärfer er ist, desto geringer ist der Widerstand und desto höher die Geschwindigkeit des Kühlmittels.
Für die Herstellung von Wärmetauscherplatten werden neben Stahl auch andere Legierungen verwendet, je nach Einsatzort des Gerätes.
Anwendungen
Jeder Wärmetauschertyp hat seinen eigenen Anwendungsbereich.
Gedichtete Wärmetauscher werden in der Regel verwendet:
- für die Installation von Wärmenetzen;
- in Kühlkammern;
- in Schwimmbädern usw.
Gelötete Geräte werden verwendet:
- in Gefrierschränken;
- in Klimaanlagen;
- in Lüftungssystemen;
- in Kompressoranlagen.
Geschweißte und halbgeschweißte Geräte haben ihre Anwendung gefunden:
- in Klima- und Lüftungssystemen;
- in der pharmazeutischen Industrie;
- in der Lebensmittelindustrie;
- in Heizungsanlagen und Warmwasserversorgung;
- in Umwälzpumpen usw.
Im häuslichen Gebrauch wird am häufigsten ein gelöteter Wärmetauscher verwendet. Es ist für das Kühlen oder Heizen von Wärmeenergie verantwortlich.
Ein Wärmetauscher ist ein Systemelement, das in der Versorgungs-, Lebensmittel-, Metallurgie-, Öl- und Gasindustrie sowie im Schiffbau verwendet wird. Die Prävalenz von Vorteilen gegenüber Nachteilen weist auf eine effektive Nutzung hin. Nachdem Sie die technischen Eigenschaften und Aufgaben des Geräts richtig identifiziert haben, können Sie das Heizsystem anhand der im Internet öffentlich zugänglichen Zeichnungen und Anschlusspläne des Wärmetauschers zu Hause installieren.
