Tipos de intercambiadores de calor para calefacción: ¿cómo entenderlos y elegir el adecuado?
El intercambiador de calor es un elemento integral del sistema de calefacción, en el que el proceso de intercambio de calor entre varios entornos.
Existen varios tipos de intercambiadores de calor.
Contenido
¿Cuál es la finalidad de un intercambiador de calor de ACS en un sistema de calefacción?
El dispositivo es 2 platos: uno de los cuales estáticos, y otro - móvil. Ambos Tienen agujeros entre los cuales se fijan placas selladas con juntas.
La esencia del principio de funcionamiento de tal dispositivo es que placas corrugadas Forman canales por los que circula el líquido. El aumento del coeficiente de transferencia de calor de la parte caliente a la fría se debe al aumento del área de contacto.
En la capa de pared de tipo corrugado, con el tiempo, se forma una proceso de turbulencia. En lados diferentes un plato Se mueve un medio separado. Este método de movimiento evita que se mezclen.
Calentamiento ambos entornos Se produce al conectar el dispositivo a la tubería. Una vez que el medio ha recorrido todos los canales, sale del intercambiador de calor.
Este equipo permite:
- Explotar si es necesario recibido del transportista energía térmica secundaria para las necesidades del hogar;
- aplicar calor residual cuando se suministra electricidad;
- Para formar condiciones de temperatura requeridas para realizar procesos químicos;
- mantener el régimen de temperatura del refrigerante en el nivel establecido en sistemas de calefacción domésticos.
Tipos
Existen los siguientes tipos de intercambiadores de calor.
agua de mezcla
Son dispositivos en los que el calor se transfiere mediante contacto directo. dos ambientes: caliente y frío.
La esencia del funcionamiento de un intercambiador de calor de este tipo es que en una cámara especial se combinan líquido y vapor, cuya velocidad supera valor supersónico.
La boquilla calculada lo acelera hasta dicho indicador. Debido a esta mezcla, se produce Calentamiento de líquidos y condensación de vapor, y el refrigerante de la temperatura requerida circula por el sistema de calefacción.
La cámara del dispositivo detecta la presencia de vacío de condensaciónEl funcionamiento de este tipo de intercambiador de calor es posible incluso en condiciones de baja presión de vapor.
Superficial
El diseño de tales dispositivos se presenta en forma Tubos bimetálicos con aletas de aluminio laminado.
En estos dispositivos, el aire fluye alrededor de una superficie sólida. Las temperaturas de la superficie y del flujo de aire difieren.
El intercambio de calor entre los medios se realiza a través de una pared revestida con un material termoconductor especial. Los circuitos están completamente aislados entre sí.
Los intercambiadores de calor de superficie se dividen en 2 tipos:
- regenerador (la dirección del flujo del medio tiende a cambiar);
- recuperativo (el intercambio de calor de un refrigerante a otro se realiza a través de las paredes sueltas del circuito, mientras que la dirección del flujo del medio permanece constante).
Recuperativo y sus variedades
Se dividen según características de diseño y área de aplicación.
Carcasa y tubo
Estos son los dispositivos más simples. Consisten en una gran cantidad de pequeños tubos que... soldados en un solo paquete y colocados en una carcasa. Estos intercambiadores de calor son bastante voluminosos y ocupan mucho espacio.
Se utilizan en evaporadores, refrigeradores, calentadores, condensadores.
Sumergido
Ellos representan serpentinas formas planas o cilíndricas, sumergidas en un recipiente con líquido.
Estos intercambiadores de calor se consideran ineficientes debido a que existe una fuga en el exterior de la bobina. baja transferencia de calor, y el proceso de lavado con líquido ocurre en cantidades extremadamente pequeñas.
¡Referencia! El uso de un intercambiador de calor sumergido será productivo si el líquido en el recipiente hierve o contiene Adiciones mecánicas.
Las unidades sumergidas se utilizan como refrigeradores y condensadores, así como para Calentamiento de agua y soluciones tecnológicas.
Tubular
Los dispositivos de este tipo son 2 tubos, ubicados uno dentro del otro y con diferentes diámetros. Así, el líquido que necesita calentarse o enfriarse entra en contacto directo con el refrigerante.
Las tuberías de intercambio de calor son fijas. uno a lo largo del otro. Debido a la diferencia entre sus diámetros, el refrigerante no experimenta ningún obstáculo durante su circulación.
Estos intercambiadores de calor se utilizan principalmente en industria alimentaria, en particular en la elaboración de vino y la producción de productos lácteos.
El uso de estos dispositivos también está muy extendido en las industrias del petróleo, el gas y la química.
Riego
Los intercambiadores de calor de este tipo son tubos rectos situados uno encima del otro Se riegan con agua del exterior. Se fijan mediante soldadura o mediante rodillos en las bridas. El líquido de riego pasa por el canal superior, cuyos bordes tienen forma de... clavos de olorParte del líquido suministrado para el riego de tuberías se evapora.
El uso de unidades tales como condensadores en refrigeradores.
Grafito: ¿qué es?
Intercambiadores de calor bloquear Estructuras. Todos los componentes rectangulares o cilíndricos se fijan firmemente con juntas y tapas especiales de goma o teflón.
Dentro de esta estructura, algo está sucediendo. flujo cruzado de fluido.
Inicialmente, para eliminar la porosidad del grafito, se trata con resinas especiales de formaldehído. Uno o ambos entornos son corrosivos.
¡Importante! Si Ambos líquidos son agresivos, entonces necesariamente se aplican placas de grafito especiales a los lados de las placas de presión.
Debido al impacto estable de tales dispositivos, su uso es muy popular. en la industria química.
Placa de aire con ventilador
Según su diseño se dividen en desmontables y soldados. La primera son ampliamente utilizados debido al hecho de que pueden ser desmontar y montar, y, si es necesario, limpiarlas y aumentar su eficiencia añadiendo placas adicionales.
El dispositivo consta de placas con juntas de goma entre ellas, 2 cámaras finales, apretando tornillos y marco.
Las placas de acero tienen espesor 0,7 mm, Su lado de flujo es corrugado o acanalado.
Para sellar el proceso de intercambio de calor, las placas se fijan juntas de goma.
El refrigerante en estos intercambiadores de calor puede moverse en dirección hacia adelante, hacia atrás o mixta.
Estos dispositivos se utilizan en Sistemas de calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración. Además, se utiliza en las industrias textil, petrolera, de pulpa y papel y otras.
Placa acanalada: principio de funcionamiento
La esencia del diseño de un intercambiador de calor de este tipo es que hay sistema único de placas separadas, entre los cuales se ubican los accesorios acanalados.
Sus variedades se presentan en una amplia gama.
Para una selección competente de formas de canales para paso de líquido, requiere el uso de varios accesorios.
¡Importante! El uso de tales dispositivos para el intercambio de calor es posible a temperaturas de medios líquidos y gaseosos no agresivos. de +200 °C a -270 °C.
Estos intercambiadores de calor se utilizan en diversas instalaciones de transporte.
Placa acanalada
Se diferencian de los tipos mencionados anteriormente en que la base de la estructura utiliza paneles nervados con paredes delgadas, formados mediante soldadura de alta frecuencia.
Todos ellos se fijan a su vez con la posibilidad Rotación de 90°C.
El uso de estos intercambiadores de calor se encuentra a menudo tanto en la industria (en procesos tecnológicos térmicos) como en la vida cotidiana (sistemas de ventilación con recuperación de calor).
Espiral
Son horizontales y verticales. Su diseño consiste en 2 láminas finas Están hechas de metal, fijadas al núcleo y dobladas en espiral. Para mayor rigidez, se les sueldan distanciadores a ambos lados.
Los canales espirales tienen limitaciones en forma de tapas de extremoEl sellado de dichos pasajes se realiza mediante soldadura. Por un lado y sella con una junta en el otro. A medida que se desgasta, se produce soldadura también en el otro lado.
Esto elimina la posibilidad desmontando portadores de calor.
Este dispositivo se utiliza en alimentos, metalurgia, pulpa y papel, minería, petróleo, gas y otras áreas de la industria.
Cómo seleccionar un intercambiador de calor para un sistema de calefacción central
A la hora de elegir, es importante prestar atención a las principales características técnicas del equipo:
Espesor y material de las placas
Cuanto menor sea la masa del dispositivo, mayor será el coeficiente de transferencia de calor. Es importante prestar atención al espesor recomendado de las placas. Este varía principalmente. de 0,4 mm a 0,7 mmEl material adecuado es acero inoxidable.
Presión
Cuanto menor sea este indicador, menor será el costo de la unidad. Para que no se observe fracasos En el sistema de calefacción es necesario saber esto significado e indíqueselo al vendedor en el momento de la compra.
Coeficiente de transferencia de calor
Este es uno de los principales criterios de selección. Indica la unidad de calor que el dispositivo es capaz de transferir en un tiempo determinado de un ambiente caliente a uno frío. a través de un área de 1 m2 y una diferencia de temperatura de 1 K.
Para aumentar la transferencia de calor, se requieren menos placas. El costo de un intercambiador de calor de este tipo será menor. Para equipos de alto precio...
¡Referencia! A medida que aumenta el flujo, aumenta la necesidad de una gran cantidad de limpiezas debido a la formación de depósitos.
Coeficiente de transferencia de calor recomendado y óptimo - 7000 W/m2*K.
Peso
El peso del intercambiador de calor depende directamente de qué está hecho. material Está hecho. Antes de comprar el dispositivo, debe determinar cuánto espacio tiene disponible. En áreas pequeñas, es mejor evitarlo. de gran tamaño equipo.
Superficie de reserva para intercambio de calor
Para una unidad de calidad esta cifra es 10-15%, de lo contrario su funcionamiento no será efectivo, ya que el más mínimo subcalentamiento a la temperatura establecida o contaminación provocará el cese del proceso de trabajo.
Además de los parámetros anteriores, también vale la pena considerar Cantidad de pérdida de calor, principales propiedades del refrigerante, características de las tuberías. para intercambio de calor.
Tipos y materiales
El tipo de intercambiador de calor se selecciona en función de su propósito previsto y del refrigerante utilizado.
Se considera que los dispositivos más fiables y duraderos son aquellos fabricados con hierro fundidoNo temen a la corrosión y tienen una alta capacidad térmica.
Desventajas: Gran tamaño y lenta adaptación a las fluctuaciones de temperatura. Ocupan bastante espacio.
Tú acero El precio de las unidades es notablemente menor, pero el nivel de eficiencia también es menor.
Los más comunes son los intercambiadores de calor hechos de cobreTienen un alto coeficiente de conductividad térmica y son tecnológicamente avanzados.
Para aumentar la vida útil, estos dispositivos están cubiertos con una capa protectora especial en el exterior.
Los intercambiadores de calor de acero son los más baratos, están sujetos a la corrosión y son pesados.
Fabricantes populares: foto
Todos los fabricantes de unidades ofrecen garantía para sus productos. De 6 meses a 1 año.
Los productos de las siguientes empresas tienen una gran demanda:
- Sondex;
Foto 1. Intercambiador de calor de placas, conexión roscada, espesor de placa 0,5 mm, fabricante - Sondex, Dinamarca.
- Ridán;
- Alfa Laval;
Foto 2. Intercambiador de calor de placas modelo AQ2S, superficie de placa corrugada, fabricante – Alfa Laval.
- Gea Mashimpeks;
- Danfoss;
Foto 3. Intercambiador de calor de placas soldadas modelo XB 04-1-8, fabricado en acero inoxidable resistente al ácido, fabricante - "Danfoss".
- Funke;
- Etra.
Vídeo útil
Vea este vídeo para ver cómo funcionan los intercambiadores de calor de carcasa y tubos.
Baja presión de agua caliente y otros signos de bloqueo
Señales de obstrucción
- baja presión agua caliente;
- se acumula y se desmorona debajo de la carcasa Hollín;
- después de encender ocurre apagado rápido del quemador;
- malo calentando agua;
¡Importante! Antes de comenzar el proceso limpieza del intercambiador de calor Es necesario asegurarse de que los demás elementos del sistema de calefacción estén en buen estado de funcionamiento.
- activación constante protección térmica.
