Плочни измењивач топлоте је врста рекуперативног измењивача топлоте, чији се принцип заснива на конверзији и кретању топлотне енергије из једног у други медиј помоћу контактних плоча. Сакупљени у једном снопу, они чине неку врсту канала кроз које се расхладна течност креће. Параметри и димензије уређаја назначени су стандардима ГОСТ 15518-83.
Врсте измењивача топлоте
У зависности од степена доступности одржавања и прегледа, измењивачи топлоте су подељени у неколико типова:
- склопив,
- лемљен,
- заварени,
- полузаварени.
Склопиво
Уређаји ове врсте састављају се и растављају за периодично одржавање, преглед и поправку. Процес преноса топлоте врши се помоћу плоча које се међусобно смењују, формирајући два круга кретања. Ово елиминише мешање топлотне енергије између два тока. Све плоче су одвојене гуменим одстојницима.
Лемљен
Уређаји овог типа нису растављени, за разлику од претходно разматраног типа, а све плоче су залемљене заједно. Предности таквих уређаја сматрају се приступачним трошковима и малим димензијама. Главно подручје примене су домаћи гасни котлови и други системи грејања.
Заварени
Јединице ове класе састоје се од плоча заварених међусобно без гумених заптивки. Кретање топлотног тока се одвија кроз два канала: један дуж валовитог, други дуж цевастих. Међу недостацима су високи трошкови уређаја и његова величина. Носачи топлоте ове класе користе се у индустријским размерама.
Полузаварени
Структура која се састоји од плоча које се уграђују комбиновано. Бртве се налазе у паровима на спољној страни заварених плоча. Таква опрема омогућава употребу у изузетно агресивним окружењима или у системима за хлађење.
Предности и мане
Међу позитивним аспектима употребе таквих јединица су:
- недостатак великих производних и инвестиционих трошкова;
- ефикасност снабдевања топлотом;
- Мала величина;
- способност самочишћења услед високог турбулентног протока;
- због повећања броја плоча, могуће је постићи повећање ефикасности;
- поузданост;
- лакоћа одржавања и испирања;
- мала тежина;
- једноставност инсталације;
- минимално загађење површине;
- потпуно уклањање мешања различитих врста расхладне течности, захваљујући посебном систему заптивања;
- отпорност на корозију;
- висока ефикасност обезбеђује минималну површину за размену топлоте;
- могућност смањења губитака притиска на минимум коришћењем плоча са различитим врстама профила;
- регулација температуре.
Мане плочастих измењивача топлоте укључују:
- потреба за уземљењем;
- захтевност према квалитету расхладне течности.
Велики број предности омогућава употребу измењивача топлоте у домаћем и индустријском сегменту.Захтев за расхладном течношћу вероватно није недостатак, већ неопходност како би се спречила учесталост замене плоча које су постале неупотребљиве.
Уређај плочастог измењивача топлоте
Плочни измењивач топлоте се широко користи за размену топлоте пара или течности и делује као хладњак, предгрејач или кондензатор. Састоји се из неколико компоненти:
- покретна плоча;
- фиксна плоча;
- одвојне цеви са навојном прирубницом и завареним прикључком;
- сет плоча причвршћених заједно;
- доње и горње вођице;
- постоље са навојем за причвршћивање и завртње.
Између плоча налазе се гумене заптивке. Кретање топлотне енергије се одвија према неколико шема:
- директан проток,
- протуструја,
- помешан.
Избор опреме за уградњу у систем грејања и прорачун се изводе помоћу посебног софтвера развијеног специјално за ове намене.
Шема повезивања
За повезивање плоче ТО користи се класична шема, у којој су укључене улазне и излазне цеви за расхладно средство које се налазе на предњој плочи. Најчешће су ове рупе постављене на такав начин да пружају проток топлотне енергије и спречавају мешање топлог и хладног протока.
Друга опција за повезивање измењивача топлоте користи исте улазне и излазне млазнице, које се могу налазити не само на предњој плочи, већ и на задњој страни.
До повезивања улазних и излазних токова топлотне енергије долази помоћу одвојних цеви са прирубничким, навојним или завареним прикључцима.
У неким случајевима се не користе одвојне цеви. Тада се повезивање одвија бушењем додатних рупа са унутрашњим навојем за уградњу клинова, који ће служити као додатак расхладној течности са цевоводом. Као заптивку можете узети гуму или гумену заптивку отпорну на топлоту.
Правила избора
Избор опреме зависи од неколико параметара, од којих се сваки израчунава појединачно, у зависности од тога где ће се измењивач топлоте инсталирати.
Приликом одабира модела, морате утврдити следеће тачке:
- врста медија (пара, вода, итд.);
- индикатори температуре на улазу и излазу расхладне течности;
- дозвољени губитак притиска;
- индикатори максималне температуре;
- максимални притисак унутар уређаја;
- термичко оптерећење опреме.
Након добијања података о овим параметрима, потребно је израчунати индикаторе система за размену топлоте. После тога можете започети избор модела ослањајући се на доступне индикаторе снаге, брзину протока воде, пречник и подручје размене топлоте.
Принцип рада
Принцип рада плочастог измењивача топлоте не може се назвати једноставним. Плоче су уграђене под углом од 180 степени један према другом. Обично се ради о лемљењу два пара плоча које обезбеђују улаз и излаз топлотне енергије. Екстремни пар не учествује у процесу преноса топлоте.
У зависности од карактеристика дизајна, измењивачи топлоте обично се деле на три врсте:
- једнокружни,
- мулти-цирцуит,
- двосмерна.
Кружење топлотне енергије у једнокружном уређају врши се трајно, дуж целог круга и у једном смеру, уз истовремени противток протока расхладне течности.
Кретање носача топлоте у опреми са више кола врши се у различитим правцима. Такви уређаји се користе само ако постоји мала температурна разлика у повратном и улазном протоку.
Кретање топлотне енергије у двосмерним уређајима одвија се дуж два независна круга, подложно сталној контроли над доводом топлоте.
Постоји још једна врста уређаја - измењивач топлоте са парном плочом, који је одговоран за загревање воде или друге течности у систему грејања. Принцип рада овог уређаја не разликује се од стандардних модела плочастих агрегата.
Плоче за плочасти измењивач топлоте
Као материјал за плоче користи се челик дебљине 1 мм. Да би се турбулизовао проток расхладне течности и повећало подручје размене топлоте, проточни део плоча је ребраст или у облику валовитости.
Када се гледа у пресеку, валовита површина има једнакостранични профил троугла. Отпор и брзина протока зависе од степена угла под којим се налази валовитост. Што је оштрији, нижи је отпор и већа је брзина расхладног средства.
Поред челика, за производњу плоча измењивача топлоте користе се и друге легуре, у зависности од тога где ће уређај радити.
Апликације
Свака врста измењивача топлоте има свој обим.
Обично се користе заптивни измењивачи топлоте:
- за уградњу грејних мрежа;
- у расхладним коморама;
- у базенима итд.
Користе се лемљени уређаји:
- у замрзивачима;
- у системима климатизације;
- у вентилационим системима;
- у компресорским инсталацијама.
Заварени и полузаварени уређаји пронашли су своју примену:
- у системима за контролу климе и вентилацију;
- у фармацеутској индустрији;
- у прехрамбеној индустрији;
- у системима грејања и снабдевању топлом водом;
- у циркулационим пумпама итд.
У домаћој употреби најчешће се налази лемљени измењивач топлоте. Одговоран је за хлађење или грејање топлотне енергије.
Измењивач топлоте је системски елемент који се користи у комуналној, прехрамбеној, металуршкој и нафтној и гасној индустрији, као и у бродоградњи. Преваленција предности над недостацима указује на његову ефикасну употребу. Након што сте тачно идентификовали техничке карактеристике и задатке уређаја, можете да инсталирате систем грејања код куће користећи цртеже и шеме повезивања измењивача топлоте који су јавно доступни на Интернету.
