Een platenwarmtewisselaar is een soort recuperatieve warmtewisselaar, waarvan het principe is gebaseerd op de omzetting en verplaatsing van thermische energie van het ene medium naar het andere, door middel van contactplaten. In één bundel verzameld, vormen ze een soort kanalen waar het koelmiddel doorheen beweegt. De parameters en afmetingen van het apparaat worden aangegeven door de normen van GOST 15518-83.
Soorten warmtewisselaars
Afhankelijk van de mate van toegankelijkheid voor onderhoud en inspectie, zijn warmtewisselaars onderverdeeld in verschillende typen:
- opvouwbaar,
- gesoldeerd,
- gelast,
- half gelast.
Opvouwbaar
Dergelijke apparaten worden gemonteerd en gedemonteerd voor periodiek onderhoud, inspectie en reparatie. Het warmteoverdrachtsproces wordt uitgevoerd door middel van platen die elkaar afwisselen en zo twee bewegingscircuits vormen. Dit elimineert het mengen van thermische energie tussen de twee stromen. Alle platen worden gescheiden door rubberen afstandhouders.
gesoldeerd
Apparaten van dit type worden niet gedemonteerd, in tegenstelling tot het eerder overwogen type, en alle platen worden aan elkaar gesoldeerd. De voordelen van dergelijke apparaten worden beschouwd als betaalbare kosten en kleine afmetingen. Het belangrijkste toepassingsgebied zijn huishoudelijke gasboilers en andere verwarmingssystemen.
gelast
Eenheden van deze klasse bestaan uit aan elkaar gelaste platen zonder rubberen afdichtingen. De beweging van de warmtestroom vindt plaats via twee kanalen: een langs de gegolfde, de tweede langs de buis. Een van de nadelen zijn de hoge kosten van het apparaat en de grootte ervan. Warmtedragers van deze klasse worden op industriële schaal gebruikt.
Semi-gelast
Een structuur die bestaat uit platen die op een gecombineerde manier zijn geïnstalleerd. De afdichtingen bevinden zich paarsgewijs aan de buitenzijde van de gelaste platen. Dergelijke apparatuur maakt het mogelijk om het in extreem agressieve omgevingen of in koelsystemen te gebruiken.
Voor-en nadelen
Een van de positieve aspecten van het gebruik van dergelijke eenheden zijn:
- gebrek aan grote productie- en investeringskosten;
- efficiëntie van warmtetoevoer;
- kleine maat;
- zelfreinigend vermogen door hoge turbulente stroming;
- door de toename van het aantal platen is het mogelijk om de efficiëntie te verhogen;
- betrouwbaarheid;
- onderhoudsgemak en doorspoelen;
- lichtgewicht;
- installatiegemak;
- minimale oppervlakteverontreiniging;
- volledige eliminatie van vermenging van verschillende soorten koelvloeistof, dankzij een speciaal afdichtingssysteem;
- corrosieweerstand;
- hoog rendement zorgt voor een minimaal warmtewisselingsoppervlak;
- het vermogen om drukverliezen tot een minimum te beperken door gebruik te maken van platen met verschillende soorten profielen;
- temperatuur regeling.
De nadelen van platenwarmtewisselaars zijn onder meer:
- de behoefte aan aarding;
- veeleisendheid aan de kwaliteit van de koelvloeistof.
Een groot aantal voordelen maakt het gebruik van warmtewisselaars in het huishoudelijke en industriële segment mogelijk.Het eisen van de koelvloeistof is waarschijnlijk geen nadeel, maar een noodzaak om te voorkomen dat onbruikbare platen vaak moeten worden vervangen.
Platenwarmtewisselaar apparaat
De platenwarmtewisselaar wordt veel gebruikt voor warmtewisseling van dampen of vloeistoffen en fungeert als koeler, voorverwarmer of condensor. Het bestaat uit verschillende componenten:
- beweegbare plaat;
- vaste plaat;
- aftakleidingen met schroefdraadflens en lasverbinding;
- een set aan elkaar bevestigde platen;
- onderste en bovenste geleiders;
- schroefdraadstandaard voor bevestiging en studs.
Tussen de platen bevinden zich rubberen afdichtingen. De beweging van thermische energie vindt plaats volgens verschillende schema's:
- directe stroom,
- tegenstroom,
- gemengd.
De selectie van apparatuur voor installatie in het verwarmingssysteem en de berekening worden uitgevoerd met behulp van speciale software die speciaal voor deze doeleinden is ontwikkeld.
Verbindingsdiagram
Om de plaat TO aan te sluiten, wordt een klassiek schema gebruikt, waarbij de koelmiddelinlaat- en uitlaatpijpen op het voorpaneel betrokken zijn. Meestal zijn deze gaten zo gepositioneerd dat ze een tegenstroom van thermische energie bieden en vermenging van warme en koude stromen voorkomen.
De tweede optie voor het aansluiten van de warmtewisselaar maakt gebruik van dezelfde inlaat- en uitlaatmondstukken, die niet alleen op het voorpaneel, maar ook aan de achterkant kunnen worden geplaatst.
De aansluiting van de in- en uitvoerstromen van thermische energie vindt plaats door middel van sproeiers, met een flens-, schroefdraad- of lasverbinding.
In sommige gevallen worden geen aftakleidingen gebruikt. Vervolgens vindt de verbinding plaats door extra gaten te boren met een binnendraad voor de installatie van tapeinden, die zullen dienen als bevestiging van het koelmiddel aan de pijpleiding. Als pakking kunt u een hittebestendig rubber of rubberen afdichting nemen.
Selectieregels
De keuze van de apparatuur hangt af van verschillende parameters, die elk afzonderlijk worden berekend, afhankelijk van waar de warmtewisselaar wordt geïnstalleerd.
Bij het kiezen van een model moet u de volgende punten bepalen:
- type medium (stoom, water, enz.);
- temperatuurindicatoren bij de inlaat en uitlaat van het koelmiddel;
- toelaatbaar drukverlies;
- maximale temperatuurindicatoren;
- maximale druk in het apparaat;
- thermische belasting van apparatuur.
Na het verkrijgen van gegevens over deze parameters, is het noodzakelijk om de indicatoren van het warmtewisselingssysteem te berekenen. Daarna kunt u beginnen met het kiezen van een model op basis van de beschikbare vermogensindicatoren, waterstroomsnelheid, diameter en warmtewisselingsgebied.
Werkingsprincipe
Het werkingsprincipe van een platenwarmtewisselaar is niet eenvoudig te noemen. De platen worden onder een hoek van 180 graden ten opzichte van elkaar geplaatst. Meestal is dit het solderen van twee paar platen die de invoer en uitvoer van thermische energie leveren. Het extreme paar neemt niet deel aan het warmteoverdrachtsproces.
Afhankelijk van de ontwerpkenmerken zijn warmtewisselaars meestal onderverdeeld in drie typen:
- enkel circuit,
- multicircuit,
- tweerichtingsverkeer.
De circulatie van thermische energie in een apparaat met één circuit wordt permanent uitgevoerd, langs het hele circuit en in één richting, met een gelijktijdige tegenstroom van het koelmiddel.
De beweging van de warmtedrager in de multicircuitapparatuur vindt in verschillende richtingen plaats. Dergelijke apparaten worden alleen gebruikt als er een klein temperatuurverschil is in de retour- en inlaatstroom.
De beweging van warmte-energie in tweerichtingsapparaten vindt plaats langs twee onafhankelijke circuits, onderhevig aan constante controle over de warmtetoevoer.
Er is een ander type apparaat - een stoomplatenwarmtewisselaar, die verantwoordelijk is voor het verwarmen van water of een andere vloeistof in het verwarmingssysteem. Het werkingsprincipe van dit apparaat verschilt niet van de standaardmodellen van plaataggregaten.
Platen voor platenwarmtewisselaar
Als materiaal voor de platen wordt staal, 1 mm dik, gebruikt. Om de koelmiddelstroom te turbulent te maken en het warmtewisselingsgebied te vergroten, is het stroomgedeelte van de platen geribbeld of gegolfd.
In doorsnede gezien heeft het gegolfde oppervlak een gelijkzijdig driehoekig profiel. De weerstand en het debiet zijn afhankelijk van de mate van de hoek waaronder de golving zich bevindt. Hoe scherper het is, hoe lager de weerstand en hoe hoger de snelheid van de koelvloeistof.
Naast staal worden ook andere legeringen gebruikt voor de vervaardiging van warmtewisselaarplaten, afhankelijk van waar het apparaat zal werken.
Toepassingen
Elk type warmtewisselaar heeft zijn eigen toepassingsgebied.
Warmtewisselaars met pakkingen worden meestal gebruikt:
- voor de installatie van verwarmingsnetwerken;
- in koelkamers;
- in zwembaden enz.
Gesoldeerde apparaten worden gebruikt:
- in diepvriezers;
- in airconditioningsystemen;
- in ventilatiesystemen;
- in compressorinstallaties.
Gelaste en halfgelaste apparaten hebben hun toepassing gevonden:
- in klimaatbeheersings- en ventilatiesystemen;
- in de farmaceutische industrie;
- in de voedingsindustrie;
- in verwarmingssystemen en warmwatervoorziening;
- in circulatiepompen, enz.
Bij huishoudelijk gebruik wordt meestal een gesoldeerd type warmtewisselaar aangetroffen. Het is verantwoordelijk voor het koelen of verwarmen van thermische energie.
Een warmtewisselaar is een systeemelement dat wordt gebruikt in de nuts-, voedsel-, metallurgische en olie- en gasindustrie, maar ook in de scheepsbouw. De prevalentie van voordelen boven nadelen wijst op het effectieve gebruik ervan. Nadat u de technische kenmerken en taken van het apparaat correct hebt geïdentificeerd, kunt u het verwarmingssysteem thuis installeren met behulp van de tekeningen en aansluitschema's van de warmtewisselaar die openbaar beschikbaar zijn op internet.
