види теплообмінників

Апарати, механізм роботи яких полягає в обміні теплом між двома середовищами, мають загальну назву - теплообмінники. При цьому їх конструкції і сфери застосування надзвичайно різноманітні. До групи цих пристроїв входять випарники і парогенератори, водонагрівачі і пастеризатори, конструктивні елементи систем кондиціонування і охолоджувального обладнання.

Широка потреба виробництва і приватного сектора в теплообмінних пристроях, використання в якості носіїв різних середовищ створили передумови до створення великої кількості модифікацій теплообмінників. Тому при виборі обладнання дуже важливо приділити увагу класифікації та особливостей будови, співвіднести можливості конструкцій з потребами вашого виробництва.

Основні види теплообмінних апаратів

Згідно формам будови теплообмінники поділяють на дві великі групи - пластинчасті і трубчасті. Перші набули найбільшого поширення в харчовій промисловості, гарячому водопостачанні та опаленні приватних будинків. Вони являють собою набір пластин з рифленою поверхнею і каналами, з'єднані в єдиний апарат за допомогою прокладок і стяжок. Патрубки, за якими теплоносій і теплоприемник надходять в пристрій і виходять з нього найчастіше розташовуються на передній і задній поверхнях плит, що забезпечує легкість експлуатації.

Згідно з методом з'єднання види теплообмінників пластинчастого типу поділяються на групи:

• Розбірні - герметизацію яких забезпечують гумові ущільнювачі. Їх головними перевагами є легкість установки і експлуатаційного обслуговування, завдяки чому їх активно використовують на заводах і в будинках. Недоліком же слід вважати необхідність регулярної заміни прокладок, а також відсутність можливості роботи з агресивними середовищами.
• Паяні теплообмінники мають більш міцну конструкцію. Їх виготовляють суто з високоякісної нержавіючої сталі, а процес пайки проводиться при створенні умов вакууму. Вони рідко вимагають експлуатаційного ремонту і здатні ефективно працювати з кислотами і лугами, що зробило їх невід'ємною частиною хімічної промисловості.
• Зварні теплообмінники, виготовлені зі сталі, титану або нікелевих сплавів, використовуються в самих екстремальних умовах високого тиску і температур.

Трубчасті теплообмінники застосовуються переважно у виробництві, а також в якості конструктивного елемента побутової техніки - холодильників і кондиціонерів. Їх загальним перевагою є стійкість до суворих умов роботи: високих і низьких температур, агресивних середовищ і створюється, всередині тиску.

Найбільш простою моделлю трубчастого теплообмінника є конструкція «труба в трубі», при якій по внутрішньому контуру проходить теплоносій, а по зовнішньому - теплоприемник. Можливість варіації діаметра труб з метою забезпечення оптимальної швидкості руху середовищ і легкість обслуговування послужили головним фактором застосування цієї моделі. Але її значні габарити при малій ефективності нагріву змусили конструкторів шукати інші варіанти конструкцій.

Нині види теплообмінних апаратів трубчастого типу включають досить великий асортимент конструкцій, що використовуються в усіх галузях промисловості:

• кожухотрубні теплообмінники являють собою безліч труб малого перетину, об'єднаних одним кожухом. Сполучені в решітку, вони представляють собою компактний пристрій з високою ефективністю роботи. При необхідності збільшення обсягу рідин і швидкості кожухотрубні теплообмінники об'єднують між собою в секційні конструкції.
• Кручені пристрою - система труб, призначених для теплоносія і теплоприемника, щільно закручені навколо сердечника. Компактні і високопродуктивні апарати.
• Спіральні теплообмінники мають аналогічну конструкцію, з тією лише різницею, що обидва суміжних каналу обвивають центральну перегородку пристрою. Їх головна функція - нагрівання та охолодження в'язких, тягучих рідин.
• Зрошувальні пристрої являють собою спіраль з жолобом, на який стікає рідина. Така конструкція теплообмінника актуальна для створення систем вентиляції та кондиціонування, забезпечення роботи морозильних і охолоджувальних камер.

Найбільшу поширеність у всіх сферах промисловості і життя людей нині займають пластинчасті теплообмінники, які за рахунок рифленої поверхні контурів забезпечують максимальне прилягання і циркуляцію середовищ. Така конструкція забезпечує найвищу ефективність при компактних розмірах і простоту технічного обслуговування.

Способи теплообміну і типи пристроїв

Теплообмінне обладнання, види якого розглянуті вище, важливо класифікувати і ще одному ключовому фактору - способу взаємодії середовищ в ньому. Одні пристрої забезпечують передачу тепла шляхом безпосереднього контакту теплоносія з теплоприемником і називаються змішувальними, інші мають роздільні контури для перебігу двох середовищ і називаються поверхневими.

Другий тип пристроїв отримав більш широке поширення і нагрів рідин в ньому відбувається шляхом контакту носіїв через металеву стінку контуру. Поверхневі теплообмінники прийнято також розділяти на дві групи:

• Рекуперативні, в яких протягом рідин завжди відбувається в одному напрямку і характеризується стабільною константою.
• Регенеративні теплообмінні пристрої характеризуються по черзі і нестабільністю контактів двох середовищ.

Найбільш ефективна взаємодія відбувається в рекуперативних пристроях, які широко застосовуються в побуті. Це всі види пластинчастих теплообмінників, кожухотрубчасті і зрошувальні апарати.

Середовища теплового обміну

Найпростіша класифікація теплообмінників заснована на середовищах, які вони здатні використовувати в роботі. Якщо розглядати системи комунальних послуг та підвищення комфортабельності приватного будинку, то найбільш актуальними пристроями можна сміливо назвати парожідкостная системи, в яких роль носія виконує вода, яка, закипаючи, передає свою енергію в пар. На цьому принципі працюють системи парового опалення, гарячого водопостачання, водяних «теплих підлог» і парогенераторів для лазень.

Але, пароводяна система генерує в собі підвищення тиску, через що не може бути використана в жорстких умовах роботи, що вимагають розігріву понад 150-160 градусів за Цельсієм.

Найбільш актуальними системами в виробництві є теплообмінники, здатні витримувати високі навантаження і взаємодія з агресивними середовищами. Використовуються всі три можливих типи:

• Газорідинні - в холодильниках і камерах, системах кондиціонування, де роль газу найчастіше виконує фреон.
• Парожідкостная теплообмінники знайшли широке застосування в харчовому виробництві. На цьому принципі працюють пастеризатори і консерватори, де роль рідини нерідко виконує рослинне масло.
• Рідинно-рідинні апарати теплообміну використовуються переважно в хімічній промисловості при використанні кислот та інших агресивних компонентів.

Велике значення в конструкції теплообмінника має і матеріал, з якого він виготовлений. В умовах жорсткої експлуатації, критичних температур і високого тиску найбільш доцільне використання конструкцій з латуні і титану. У харчовому виробництві актуальною виявиться нержавіюча сталь, яка легко піддається промиванню дезінфікуючими засобами. Критично важливим вимогам СанПіН є і можливість розбору конструкції для ретельної її промивки і отримання змивів для подальшого лабораторного аналізу.

Вид і конструкцію теплообмінника слід вибирати, виходячи з навантаження, яку ви маєте намір на нього покласти, умов експлуатації і технічних вимог. Не варто забувати і про такий важливий параметр, як можливість ремонту і експлуатаційного обслуговування. В облаштування приватного будинку самими затребуваними є розбірні пластинчасті конструкції з нержавійки, що забезпечують надійну роботу при відносно малих витратах на покупку і ремонт.

Вас може зацікавити:

теплообмінне обладнання
Горизонтальні теплообмінники з U-подібним трубним пучком

Рекомендовані статті

• Види і пристрій АГЗС

  АГЗС - так називаються станції для заправки автомобілів газом. На них в автомобілях і складських автотранспорт заправляється скраплений газ. Для доставки газу на станцію найчастіше використовуються спеціальні автомобілі, обладнані цистернами або магістраль, по якій газ подається в спеціальне сховище. Газ, доставлений автомобілями, перекачують під тиском в спеціальні приймальні ємності - кріоцістерни. При їх виготовленні ...

• Які металоконструкції користуються попитом

  Використання металоконструкцій в сучасному світі настільки велике, що важко знайти галузь, в якій вони не застосовуються. Конструкції з металу є основою будь-якого виробництва в промисловості і часто затребувані в сільськогосподарських напрямках. Виробниче об'єднання ТОВ «Ремстоймаш», розташоване в місті Курган, має багатий досвід у виробництві конструкцій з металу будь-якої складності. Свою ...

• Метод рулонирования резервуарів

  Рулонування - надійний метод виготовлення багатоцільових вертикальних резервуарів Сьогодні метод рулонирования резервуарів «працює» в самих різних сферах промисловості: хімічної; харчовий; нафтової; паливно-енергетичної. Цей парк вертикальних рулонірованних циліндричних ємностей має характеристики: місткість - до 5 00 м3; товщина стінки - до 18 мм; товщина днища в центральній частині-до 6 мм. З ...

• Основні методи монтажу резервуарів

  У сучасній промисловості прийнято виділяти 4 основні методи зведення наземних резервуарів, кожен з яких має як свої переваги, так і недоліки. 1. Рулонний метод В основі рулонного методу лежить процес використання листового прокату, з якого виготовляється бічна оболонка і днище резервуара. Дах також виготовляється з високоякісних листів стали. Основними перевагами методу є: ...