Принцип работы пластинчатого теплообменника

Принцип работы пластинчатого теплообменника основан на передаче тепловой энергии от одной среды (нагревателя) к другой среде (нагреваемой). Основные составляющие пластинчатого теплообменника: корпус из плит для стяжки пластин, набор гофрированных пластин, уплотнения и стяжные болты. Устройство пластинчатого теплообменника при помощи стяжных плит позволяет сжимать пластины, а болты фиксируют их положение. Пластины обрамлены уплотнением из термостойкой резины. Они предотвращают смещение пластин и гарантируют герметичность оборудования. Рабочая жидкость или газ проходит через пространство теплообменника, а подается через патрубки.

Процесс работы пластинчатого теплообменника

Процесс передачи тепла в теплообменном аппарате пластинчатого типа прост, но его эффективность очень высока (более 90%).

Принцип работы пластинчатого теплообменника заключается в распределении рабочих сред между каналов, которые образованы набором пластин. Внутри устройства среды движутся навстречу друг другу. Благодаря рельефной поверхности пластин, достигается эффект турбулентного потока.

Устройство пластинчатого теплообменника таково, что турбулентный поток нагреваемой среды и нагревателя позволяет получить высокий КПД пластинчатого теплообменника при малых габаритах устройства. Такой поток увеличивает теплоотдачу потока, вследствие чего передача тепла происходит с большей интенсивностью. Помимо этого, принцип работы пластинчатых теплообменников через турбулентный поток позволяет сократить степень загрязнения поверхностей и образования накипи.

От количества пластин зависит мощность теплообменного аппарата. По этой причине, владелец теплообменного оборудования разборного типа может нарастить количество пластин, увеличив объем теплообмена.

Как происходит передача тепла через пластины

Тепловая энергия нагревателя передается на пластины теплообменника. Пластины теплообменника представляют собой тонкие изделия толщиной 0,4-0,6 мм из нержавеющей стали. Большая теплоемкость стали позволяет быть эффективным передатчиком тепла от нагревателя к более холодной, нагреваемой среде.

Поскольку пластины изготавливаются посредством штамповки, они сохраняют необходимые теплопроводные свойства металла. Существует несколько видов сертифицированных сплавов для работы пластинчатого теплообменника: AISI304 и AISI316, титан и другие.

Поверхность пластин неровная. Это необходимо, чтобы в теплообменнике образовывались «пустоты» или «канавки». С их помощью производитель добивается большей площади соприкосновения двух рабочих сред.

Существует два подхода в производстве пластин для теплообменника:

Жесткие пластины. Такой вариант дает максимальную эффективность теплопередачи, но пластины этого типа не выдерживают большого давления. Их выемки расположены под углом 30°.
Мягкие пластины. Показывают меньшую эффективность теплопередачи, но способны работать под воздействием высокого давления. Их выемки расположены под углом 60°.

Главное отличие в принципе работы пластинчатых теплообменников от кожухотрубных устройств

Принципы работы пластинчатого теплообменника таковы, что владелец аппарата может влиять на площадь передачи тепла путем увеличения или уменьшения числа пластин в устройства. Подбор и расчет оптимального теплообменника — задача порой не простая, поэтому специалисты в этой области оказывают помощь. В кожухотрубных теплообменных аппаратах же эффективность зависит от длины змеевика. Однако, даже крупногабаритный кожухотрубный теплообменник не может обеспечить достаточный расход нагреваемой среды. Это может быть критически важно в системах горячего водоснабжения.

Схемы установки пластинчатых теплообменников

Особенностью в работе с пластинчатыми теплообменниками выступает их небольшие размеры. Это позволяет производить монтаж аппарата и его подключение по различным схемам.