Pločasti izmjenjivač topline vrsta je rekuperativnog izmjenjivača topline čiji se princip temelji na pretvorbi i kretanju toplinske energije iz jednog medija u drugi pomoću kontaktnih ploča. Sakupljeni u jednom snopu, oni čine svojevrsne kanale kroz koje se kreće rashladna tekućina. Parametri i dimenzije uređaja naznačeni su standardima GOST 15518-83.
Vrste izmjenjivača topline
Ovisno o stupnju pristupačnosti održavanju i pregledu, izmjenjivači topline podijeljeni su u nekoliko vrsta:
- sklopivi,
- lemljen,
- zavareni,
- poluzavareni.
Sklopivo
Uređaji ove vrste sastavljaju se i rastavljaju za povremeno održavanje, pregled i popravak. Postupak prijenosa topline izvodi se pomoću ploča koje se izmjenjuju, čineći dva kruga gibanja. To eliminira miješanje toplinske energije između dvije struje. Sve su ploče odvojene gumenim odstojnicima.
Lemljen
Uređaji ovog tipa nisu rastavljeni, za razliku od prethodno razmatranog tipa, a sve su ploče zalemljene zajedno. Prednosti takvih uređaja smatraju se pristupačnim troškovima i malim dimenzijama. Glavno područje primjene su domaći plinski kotlovi i drugi sustavi grijanja.
Zavareni
Jedinice ove klase sastoje se od ploča zavarenih zajedno bez gumenih brtvi. Kretanje toplinskog toka događa se kroz dva kanala: jedan duž valovitog, drugi duž cjevastih. Među nedostacima su visoka cijena uređaja i njegova veličina. Nosači topline ove klase koriste se u industrijskim razmjerima.
Poluzavareni
Struktura koja se sastoji od ploča koje su ugrađene kombinirano. Brtve se nalaze u parovima s vanjske strane zavarenih ploča. Takva oprema omogućuje je upotrebu u izuzetno agresivnim okruženjima ili u rashladnim sustavima.
Prednosti i nedostatci
Među pozitivnim aspektima korištenja takvih jedinica su:
- nedostatak velikih proizvodnih i investicijskih troškova;
- učinkovitost opskrbe toplinom;
- mala veličina;
- sposobnost samočišćenja zbog visokog turbulentnog protoka;
- povećanjem broja ploča moguće je postići povećanje učinkovitosti;
- pouzdanost;
- jednostavnost održavanja i ispiranja;
- mala težina;
- jednostavnost instalacije;
- minimalno onečišćenje površine;
- potpuno uklanjanje miješanja različitih vrsta rashladne tekućine, zahvaljujući posebnom sustavu brtvljenja;
- otpornost na koroziju;
- visoka učinkovitost osigurava minimalnu površinu izmjene topline;
- sposobnost smanjenja gubitaka tlaka na minimum upotrebom ploča s različitim vrstama profila;
- regulacija temperature.
Nedostaci pločastih izmjenjivača topline uključuju:
- potreba za uzemljenjem;
- zahtjevnost prema kvaliteti rashladne tekućine.
Veliki broj prednosti omogućuje upotrebu izmjenjivača topline u domaćem i industrijskom segmentu.Zahtjev za rashladnom tekućinom vjerojatno nije nedostatak, već potreba kako bi se spriječila učestalost zamjene ploča koje su postale neupotrebljive.
Uređaj izmjenjivača topline ploče
Pločasti izmjenjivač topline široko se koristi za izmjenu topline para ili tekućina i djeluje kao hladnjak, predgrijač ili kondenzator. Sastoji se od nekoliko komponenata:
- pokretna ploča;
- fiksna ploča;
- odvojne cijevi s navojnom prirubnicom i zavarenim priključkom;
- set ploča pričvršćenih zajedno;
- donje i gornje vodilice;
- postolje s navojem za pričvršćivanje i zavrtnje.
Između ploča nalaze se gumene brtve. Kretanje toplinske energije događa se prema nekoliko shema:
- izravni protok,
- protustruja,
- mješoviti.
Odabir opreme za ugradnju u sustav grijanja i proračun izvode se pomoću posebnog softvera razvijenog posebno za te svrhe.
Dijagram povezivanja
Za spajanje ploče TO koristi se klasična shema u kojoj su uključene ulazne i izlazne cijevi rashladne tekućine koje se nalaze na prednjoj ploči. Najčešće su ove rupe postavljene na takav način da pružaju protok toplinske energije i sprečavaju miješanje toplog i hladnog protoka.
Druga opcija za spajanje izmjenjivača topline koristi iste ulazne i izlazne mlaznice, koje se mogu nalaziti ne samo na prednjoj ploči, već i na stražnjoj.
Povezivanje ulaznih i izlaznih tokova toplinske energije događa se pomoću odvojnih cijevi s prirubničkim, navojnim ili zavarenim spojevima.
U nekim se slučajevima ne koriste odvojne cijevi. Tada se povezivanje odvija bušenjem dodatnih rupa s unutarnjim navojem za ugradnju klina, koji će služiti kao dodatak rashladnoj tekućini s cjevovodom. Kao brtvu možete uzeti gumu ili gumenu brtvu otpornu na toplinu.
Pravila odabira
Izbor opreme ovisi o nekoliko parametara, od kojih se svaki izračunava pojedinačno, ovisno o tome gdje će se izmjenjivač topline instalirati.
Pri odabiru modela morate odrediti sljedeće točke:
- vrsta medija (para, voda, itd.);
- indikatori temperature na ulazu i izlazu rashladne tekućine;
- dopušteni gubitak tlaka;
- pokazatelji maksimalne temperature;
- maksimalni pritisak unutar uređaja;
- toplinsko opterećenje opreme.
Nakon dobivanja podataka o tim parametrima, potrebno je izračunati pokazatelje sustava izmjene topline. Nakon toga možete započeti odabir modela oslanjajući se na dostupne pokazatelje snage, brzinu protoka vode, promjer i područje izmjene topline.
Načelo rada
Načelo rada pločastog izmjenjivača topline ne može se nazvati jednostavnim. Ploče su ugrađene pod kutom od 180 stupnjeva u odnosu jedna na drugu. Obično se radi o lemljenju dva para ploča koje osiguravaju ulaz i izlaz toplinske energije. Ekstremni par ne sudjeluje u procesu prijenosa topline.
Ovisno o značajkama dizajna, izmjenjivači topline obično se dijele u tri vrste:
- jednokružni,
- višestruki krug,
- dvosmjerna.
Cirkulacija toplinske energije u jednokružnom uređaju provodi se trajno, duž cijelog kruga i u jednom smjeru, uz istodobni protutok rashladne tekućine.
Kretanje nosača topline u opremi s više krugova događa se u različitim smjerovima. Takvi se uređaji koriste samo ako postoji mala temperaturna razlika u povratnom i ulaznom protoku.
Kretanje toplinske energije u dvosmjernim uređajima događa se po dva neovisna kruga, podložno stalnoj kontroli nad opskrbom toplinom.
Postoji još jedna vrsta uređaja - izmjenjivač topline s parnom pločom, koji je odgovoran za grijanje vode ili druge tekućine u sustavu grijanja. Načelo rada ovog uređaja ne razlikuje se od standardnih modela pločastih agregata.
Ploče za pločasti izmjenjivač topline
Kao materijal za ploče koristi se čelik debljine 1 mm. Da bi se turbulizirao protok rashladne tekućine i povećalo područje izmjene topline, protočni dio ploča je rebrast ili u obliku valovitosti.
Kada se gleda u presjeku, valovita površina ima jednakostranični profil trokuta. Otpor i brzina protoka ovise o stupnju kuta pod kojim se nalazi valovitost. Što je oštriji, niži je otpor i veća je brzina rashladne tekućine.
Osim čelika, za proizvodnju ploča izmjenjivača topline koriste se i druge legure, ovisno o tome gdje će uređaj raditi.
Prijave
Svaka vrsta izmjenjivača topline ima svoje područje primjene.
Izmjenjivači topline koji se brtve obično se koriste:
- za ugradnju grijaćih mreža;
- u rashladnim komorama;
- u bazenima itd.
Koriste se lemljeni uređaji:
- u zamrzivačima;
- u klimatizacijskim sustavima;
- u ventilacijskim sustavima;
- u instalacijama kompresora.
Zavareni i poluzavareni uređaji pronašli su svoju primjenu:
- u sustavima za kontrolu klime i ventilaciju;
- u farmaceutskoj industriji;
- u prehrambenoj industriji;
- u sustavima grijanja i opskrbe toplom vodom;
- u cirkulacijskim crpkama itd.
U domaćoj upotrebi najčešće se nalazi lemljeni izmjenjivač topline. Odgovorno je za hlađenje ili grijanje toplinske energije.
Izmjenjivač topline element je sustava koji se koristi u komunalnoj, prehrambenoj, metalurškoj i naftnoj i plinskoj industriji, kao i u brodogradnji. Prevalencija prednosti nad nedostacima ukazuje na njegovu učinkovitu uporabu. Nakon što ste točno identificirali tehničke karakteristike i zadatke uređaja, možete instalirati sustav grijanja kod kuće koristeći crteže i sheme spajanja izmjenjivača topline koji su javno dostupni na Internetu.
