Doskový výmenník tepla je typ rekuperačného výmenníka tepla, ktorého princíp je založený na premene a pohybe tepelnej energie z jedného média na druhé pomocou kontaktných dosiek. Zhromaždené v jednom zväzku tvoria akýsi kanál, cez ktorý sa chladiaca kvapalina pohybuje. Parametre a rozmery zariadenia sú uvedené v normách GOST 15518-83.
Typy výmenníkov tepla
V závislosti od stupňa prístupu k údržbe a kontrole sú výmenníky tepla rozdelené do niekoľkých typov:
- skladací,
- spájkované natvrdo,
- zvárané,
- polozváraný.
Skladací
Prístroje tohto typu sa montujú a demontujú na účely pravidelnej údržby, kontroly a opráv. Proces prenosu tepla sa uskutočňuje pomocou dosiek, ktoré sa navzájom striedajú a vytvárajú dva pohybové okruhy. To vylučuje zmiešanie tepelnej energie medzi dvoma prúdmi. Všetky platne sú oddelené gumenými rozperami.
Spájkované
Zariadenia tohto typu sa na rozdiel od predtým uvažovaného typu nerozoberajú a všetky platne sú spájkované dohromady. Výhody takýchto zariadení sa považujú za prijateľné náklady a malé rozmery. Hlavnou oblasťou použitia sú domáce plynové kotly a iné vykurovacie systémy.
Zvárané
Jednotky tejto triedy pozostávajú z dosiek zváraných bez gumových tesnení. Pohyb tepelného toku sa deje dvoma kanálmi: jedným pozdĺž vlnitého, druhým pozdĺž rúrkovitého. Medzi nevýhody patria vysoké náklady na zariadenie a jeho veľkosť. Nosiče tepla tejto triedy sa používajú v priemyselnom meradle.
Polozvárané
Konštrukcia pozostávajúca z dosiek, ktoré sú inštalované kombinovaným spôsobom. Tesnenia sú umiestnené na vonkajšej strane zváraných dosiek v pároch. Takéto zariadenie umožňuje jeho použitie v extrémne agresívnom prostredí alebo v chladiacich systémoch.
Výhody a nevýhody
Medzi pozitívne aspekty používania týchto jednotiek patria:
- nedostatok veľkých výrobných a investičných nákladov;
- účinnosť dodávky tepla;
- malá veľkosť;
- samočistiaca schopnosť vďaka vysokému turbulentnému prúdeniu;
- v dôsledku zvýšenia počtu dosiek je možné dosiahnuť zvýšenie účinnosti;
- spoľahlivosť;
- ľahká údržba a splachovanie;
- nízka hmotnosť;
- jednoduchosť inštalácie;
- minimálna kontaminácia povrchu;
- úplné vylúčenie miešania rôznych druhov chladiacej kvapaliny vďaka špeciálnemu tesniacemu systému;
- odolnosť proti korózii;
- vysoká účinnosť poskytuje minimálny povrch na výmenu tepla;
- schopnosť znížiť tlakové straty na minimum použitím dosiek s rôznymi typmi profilov;
- regulácia teploty.
Medzi nevýhody doskových výmenníkov tepla patria:
- potreba uzemnenia;
- náročnosť na kvalitu chladiacej kvapaliny.
Veľké množstvo výhod umožňuje použitie výmenníkov tepla v domácom a priemyselnom segmente.Požiadavka na chladiacu kvapalinu pravdepodobne nie je nevýhodou, ale nevyhnutnosťou, aby sa zabránilo frekvencii výmeny dosiek, ktoré sa stali nepoužiteľnými.
Doskový výmenník tepla
Doskový výmenník tepla sa široko používa na výmenu tepla pár alebo kvapalín a funguje ako chladič, predhrievač alebo kondenzátor. Skladá sa z niekoľkých komponentov:
- pohyblivá doska;
- pevná doska;
- odbočné rúrky so závitovou prírubou a zváraným pripojením;
- sada dosiek navzájom pripevnených;
- spodné a horné vodidlá;
- závitový stojan na zapínanie a cvočky.
Medzi doskami sú umiestnené gumové tesnenia. Pohyb tepelnej energie nastáva podľa niekoľkých schém:
- priamy tok,
- protiprúd,
- zmiešané.
Výber zariadenia na inštaláciu do vykurovacieho systému a výpočet sa vykonávajú pomocou špeciálneho softvéru vyvinutého špeciálne pre tieto účely.
Schéma zapojenia
Na pripojenie dosky TO sa používa klasická schéma, do ktorej sú zapojené vstupné a výstupné potrubia chladiacej kvapaliny umiestnené na prednom paneli. Najčastejšie sú tieto otvory umiestnené tak, aby poskytovali protiprúd tepelnej energie a bránili zmiešaniu teplých a studených prúdov.
Druhá možnosť pripojenia výmenníka tepla používa rovnaké vstupné a výstupné dýzy, ktoré môžu byť umiestnené nielen na prednom paneli, ale aj na zadnej strane.
Pripojenie vstupného a výstupného toku tepelnej energie sa deje pomocou dýz, s prírubovým, závitovým alebo zváraným pripojením.
V niektorých prípadoch sa nepoužívajú žiadne odbočné rúry. Potom sa pripojenie uskutoční vyvŕtaním ďalších otvorov s vnútorným závitom na inštaláciu čapov, ktoré budú slúžiť ako pripevnenie chladiacej kvapaliny k potrubiu. Ako tesnenie môžete použiť žiaruvzdornú gumu alebo gumové tesnenie.
Pravidlá výberu
Výber zariadenia závisí od niekoľkých parametrov, z ktorých každý sa počíta individuálne, podľa toho, kde bude nainštalovaný výmenník tepla.
Pri výbere modelu musíte určiť nasledujúce body:
- typ média (para, voda atď.);
- ukazovatele teploty na vstupe a výstupe chladiacej kvapaliny;
- prípustná strata tlaku;
- ukazovatele maximálnej teploty;
- maximálny tlak vo vnútri zariadenia;
- tepelné zaťaženie zariadenia.
Po získaní údajov o týchto parametroch je potrebné vypočítať ukazovatele systému výmeny tepla. Potom môžete začať s výberom modelu na základe dostupných indikátorov výkonu, prietoku vody, priemeru a oblasti výmeny tepla.
Princíp činnosti
Princíp činnosti doskového výmenníka tepla nemožno nazvať jednoduchým. Dosky sú inštalované vo vzájomnom uhle 180 stupňov. Spravidla ide o spájkovanie dvoch párov dosiek, ktoré poskytujú vstup a výstup tepelnej energie. Extrémna dvojica sa nezúčastňuje procesu prenosu tepla.
V závislosti na konštrukčných vlastnostiach sa výmenníky tepla zvyčajne delia na tri typy:
- jednookruhový,
- viacokruhový,
- obojsmerný.
Cirkulácia tepelnej energie v jednokruhovom zariadení sa vykonáva trvalo, pozdĺž celého okruhu a v jednom smere, so súčasným protiprúdom chladiacej kvapaliny.
Pohyb nosiča tepla vo viacokruhovom zariadení sa vyskytuje v rôznych smeroch. Takéto zariadenia sa používajú iba vtedy, ak existuje mierny teplotný rozdiel v spätnom a vstupnom prietoku.
Pohyb tepelnej energie v obojsmerných zariadeniach prebieha pozdĺž dvoch nezávislých okruhov, ktoré sú neustále kontrolované nad dodávkou tepla.
Existuje ďalší typ zariadenia - parný doskový výmenník tepla, ktorý je zodpovedný za ohrev vody alebo inej kvapaliny vo vykurovacom systéme. Princíp činnosti tohto zariadenia sa nelíši od štandardných modelov doskových agregátov.
Dosky pre doskový výmenník tepla
Ako materiál na dosky sa používa oceľ s hrúbkou 1 mm. Na turbulentné prúdenie chladiacej kvapaliny a zväčšenie oblasti výmeny tepla je prietoková časť dosiek rebrovaná alebo zvlnená.
Pri pohľade v reze má zvlnený povrch rovnostranný trojuholníkový profil. Odpor a prietok závisia od stupňa uhla, pod ktorým je zvlnenie umiestnené. Čím je ostrejší, tým nižší je odpor a tým vyššia je rýchlosť chladiacej kvapaliny.
Okrem ocele sa na výrobu dosiek výmenníka tepla používajú aj ďalšie zliatiny, podľa toho, kde bude zariadenie fungovať.
Aplikácie
Každý typ výmenníka tepla má svoju vlastnú oblasť použitia.
Zvyčajne sa používajú ploché výmenníky tepla:
- na inštaláciu vykurovacích sietí;
- v chladiacich komorách;
- v bazénoch a pod.
Spájkované zariadenia sa používajú:
- v mrazničkách;
- v klimatizačných systémoch;
- vo ventilačných systémoch;
- v inštaláciách kompresorov.
Zvárané a polozvárané zariadenia našli svoje uplatnenie:
- v klimatizačných a ventilačných systémoch;
- vo farmaceutickom priemysle;
- v potravinárskom priemysle;
- v vykurovacích systémoch a dodávke teplej vody;
- v obehových čerpadlách a pod.
Pri použití v domácnosti sa najčastejšie nachádza spájkovaný typ výmenníka tepla. Je zodpovedný za chladenie alebo ohrev tepelnej energie.
Výmenník tepla je systémový prvok používaný v energetických, potravinárskych, metalurgických a ropných a plynárenských odvetviach, ako aj pri stavbe lodí. Prevaha výhod pred nevýhodami naznačuje jeho efektívne využitie. Po správnom identifikovaní technických charakteristík a úloh zariadenia môžete vykurovací systém nainštalovať doma pomocou výkresov a schém zapojenia výmenníka tepla, ktoré sú verejne dostupné na internete.
