Пластинчатые теплообменники
Теплообменник — это устройство, в котором происходит теплообмен между двумя средами. В пластинчатых теплообменниках между двумя жидкими средами — хладоносителем и охлаждаемой средой или между теплоносителем и подогреваемой средой. Наибольшее распространение они получили в холодильной технике в качестве конденсаторов и испарителей в охладителях жидкостей — чиллерах. В инженерных системах отопления с помощью теплообменников нагревают подаваемую воду за счет ее нагрева от теплоносителя.
Главным преимуществом пластинчатых теплообменников — является эффективность теплопередачи, за счет высокого коэффициента теплопередачи, при весьма скромных размерах относительно производительности, в сравнении с кожухотрубными и воздушными. Использование данных теплообменников существенно экономит место, как в помещении, при самостоятельном применении, так и в составе другого оборудования, например, в водоохлаждающих установках, уменьшая их габариты.
Расчет мощности теплообменного оборудования показал, что габариты, например, кожухотрубных испарителей и конденсаторов при прочих равных условиях должны быть в 3 раза больше.
Значительным преимуществам данных теплообменников является то, что при протоке жидкости образуется турбулентный поток, который в некоторой мере предотвращает его загрязнение, в этом играет свою роль и гладкие, нержавеющие отполированные поверхности пластин. Хотя производители все же рекомендуют использовать фильтры механической очистки от крупного мусора, при использовании разомкнутой системы с водопроводной водой, например, для охлаждения жидкостного конденсатора чиллера. При забивании он легко промывается химической жидкостью, которая растворяет и устраняет засор, не повреждая поверхности пластин. Срок службы пластинчатых теплообменников выше прочих, достигает 30 лет!
Главным составными элементами пластинчатого теплообменника являются пластины. От их размера, качества и количества зависит эффективность теплопередачи.
Пластинчатые теплообменники бывают одноходовые и многоходовые.
Теплообменник, в котором направление движения потока , в процессе прохождения жидкости через него не меняется называют — одноходовым. Пример из холодильной техники позывает, что при вскипании фреона в испарителе чиллера, хладагент всегда движется в одном направлении — вверх. В конденсаторе сконденсированный фреон , напротив, направляется вниз. По принципу противотока хладоноситель всегда принудительно, например, насосом, подается в противоток фреону.
Когда разница между температурами двух сред очень мала рекомендуется использовать многоходовой теплообменник. В многоходовых теплообменниках потоки жидкостей многократно меняют направление движения как относительно своего прежнего направления, так и относительно друг — друга. Такой тип теплообменников с успехом применяется в системе реверсивного чиллера. Движущийся поток меняет свое направление в зависимости от того, какую функцию в данный момент выполняет теплообменник — конденсатора или испарителя.
В холодильной техники наиболее распространены паяные пластинчатые теплообменники.
Паянные теплообменники данного типа служат для высокоэффективной передачи теплоты между двумя средами. Главным преимуществом паяных теплообменников перед сборными — является то, что у них вместо уплотнения пластины соединены припоем. Это дает возможность работать им в очень широком диапазоне температур -165 °С до + 200°С. И выдерживать давления до 35 атмосфер.
Выпускаемая различными производителями модельная линейка поддерживает диапазон мощностей от нескольких киловатт до почти двух тысяч киловатт. В системах охлаждения жидкостей - чиллерах такие теплообменник стали практически незаменимы.