Tipologie di scambiatori di calore per il riscaldamento: come riconoscerli e scegliere quello giusto?

Lo scambiatore di calore è un elemento integrante del sistema di riscaldamento, nel quale il processo di scambio termico tra più ambienti.

Esistono diversi tipi di scambiatori di calore.

Qual è lo scopo di uno scambiatore di calore per l'acqua calda sanitaria in un impianto di riscaldamento?

Il dispositivo è 2 piatti: uno di cui statico, e altro - cellulare. Entrambi Presentano dei fori tra i quali vengono fissate delle piastre sigillate con delle guarnizioni.

L'essenza del principio di funzionamento di un tale dispositivo è che piastre ondulate formano canali attraverso i quali circola il liquido. L'aumento del coefficiente di trasferimento del calore dalla parte riscaldata a quella fredda si verifica a causa dell'aumento della superficie di contatto.

Nello strato di parete di tipo ondulato, nel tempo, un processo di turbolenza. Su lati diversi un piatto viene spostato un mezzo separato. Questo metodo di movimento impedisce che i due materiali si mescolino.

Riscaldamento entrambi gli ambienti Si verifica a seguito del collegamento del dispositivo alla tubazione. Dopo che il fluido ha completato il suo passaggio attraverso tutti i canali, uscirà dallo scambiatore di calore.

Questa attrezzatura consente di:

• sfruttare se necessario ricevuto dal vettore energia termica secondaria per le necessità domestiche;
• fare domanda a calore residuo quando viene fornita l'elettricità;
• formare condizioni di temperatura richieste per l'esecuzione di processi chimici;
• mantenere il regime di temperatura del liquido di raffreddamento al livello stabilito negli impianti di riscaldamento domestico.

Tipi

Esistono i seguenti tipi di scambiatori di calore.

Miscelazione dell'acqua

Sono dispositivi in ​​cui il calore viene trasferito tramite contatto diretto. due ambienti: caldo e freddo.

L'essenza del funzionamento di un tale scambiatore di calore è che in una camera speciale vengono combinati liquido e vapore, la cui velocità supera valore supersonico.

L'ugello calcolato lo accelera fino a raggiungere tale indicatore. A causa di tale miscelazione, si verifica riscaldamento dei liquidi e condensazione del vaporee il refrigerante alla temperatura richiesta circola nel sistema di riscaldamento.

La fotocamera del dispositivo prevede la presenza di vuoto di condensazioneIl funzionamento di questo tipo di scambiatore di calore è possibile anche in condizioni di bassa pressione del vapore.

Superficiale

La progettazione di tali dispositivi è presentata nella forma tubi bimetallici con alette in alluminio laminato.

In questi dispositivi, avviene il processo di flusso d'aria attorno a una superficie solida. Le temperature della superficie e del flusso d'aria differiscono.

Lo scambio termico tra i due fluidi avviene attraverso una parete rivestita da uno speciale materiale termoconduttore. I circuiti sono completamente isolati l'uno dall'altro.

Gli scambiatori di calore superficiali sono divisi in 2 tipi:

• rigenerativo (la direzione del flusso del mezzo tende a cambiare);
• recuperativo (lo scambio termico da un refrigerante all'altro avviene attraverso le pareti libere del circuito, mentre la direzione del flusso del fluido rimane costante).

Recuperativo e le sue varietà

Si suddividono in base alle caratteristiche progettuali e all'ambito di applicazione.

Guscio e tubo

Questi sono i dispositivi più semplici. Sono costituiti da un gran numero di piccoli tubi che saldati in un unico fascio e inseriti in un involucro. Tali scambiatori di calore sono piuttosto ingombranti e occupano molto spazio.

Sono utilizzati in evaporatori, frigoriferi, riscaldatori, condensatori.

Sommerso

Rappresentano serpentine forme piatte o cilindriche, immerse in un contenitore contenente un liquido.

Questi scambiatori di calore sono considerati inefficienti a causa della presenza di una perdita sulla parte esterna della serpentina. basso trasferimento di caloree il processo di lavaggio con liquido avviene in quantità estremamente piccole.

Le unità immerse vengono utilizzate come frigoriferi e condensatori, nonché per riscaldamento dell'acqua e soluzioni tecnologiche.

Tubolare

Dispositivi di questo tipo sono 2 tubi, posizionati l'uno dentro l'altro e con diametri diversi. In questo modo, il liquido da riscaldare o raffreddare entra in contatto diretto con il refrigerante.

I tubi di scambio termico sono fissi l'uno lungo l'altro. Grazie alla differenza tra i loro diametri, il liquido refrigerante non incontra alcun ostacolo durante la sua circolazione.

Tali scambiatori di calore vengono utilizzati principalmente in industria alimentare, in particolare nella vinificazione e nella produzione lattiero-casearia.

L'impiego di tali dispositivi è diffuso anche nei settori petrolifero, del gas e chimico.

Irrigazione

Gli scambiatori di calore di questo tipo sono tubi dritti posti uno sopra l'altro e irrigati con acqua dall'esterno. Sono fissati tramite saldatura o tramite "rulli" sulle flange. Il liquido irriguo passa attraverso la vasca superiore, i cui bordi hanno la forma di chiodi di garofanoUna parte del liquido fornito per l'irrigazione delle condotte evapora.

L'uso di unità come condensatori nei frigoriferi.

Grafite: che cos'è?

Scambiatori di calore bloccare strutture. Tutti i componenti rettangolari o cilindrici sono fissati saldamente con speciali guarnizioni e coperture in gomma o teflon.

All'interno di questa struttura sta succedendo qualcosa flusso trasversale del fluido.

Inizialmente, per eliminare la porosità della grafite, questa viene trattata con resine speciali a base di formaldeide. Uno o entrambi gli ambienti sono corrosivi.

Grazie all'impatto stabile di tali dispositivi, il loro utilizzo è molto diffuso. nell'industria chimica.

Piastra aria con ventola

In base alla loro progettazione si dividono in staccabili e saldati. Il primo sono ampiamente utilizzati perché possono essere smontare e montare, e, se necessario, pulirli e aumentarne l'efficienza aggiungendo piastre supplementari.

Il dispositivo è costituito da piastre con guarnizioni in gomma tra loro, 2 camere terminali, serraggio bulloni e telaio.

Le piastre d'acciaio hanno spessore 0,7 mm, il loro lato di flusso è ondulato o nervato.

Per sigillare il processo di scambio termico, le piastre vengono fissate guarnizioni in gomma.

In questi scambiatori di calore il refrigerante può muoversi in direzione avanti, indietro o mista.

Tali dispositivi vengono utilizzati in sistemi di riscaldamento, ventilazione, condizionamento dell'aria e refrigerazione. Inoltre, viene utilizzato nell'industria tessile, petrolifera, della carta e della cellulosa e in altri settori.

Piastra nervata: principio di funzionamento

L'essenza della progettazione di un tale scambiatore di calore è che c'è sistema unico di piastre separate, tra i quali si trovano gli attacchi a coste.

Le loro varietà sono presentate in un'ampia gamma.

Per una selezione competente delle forme dei canali per passaggio di liquido, richiede l'uso di vari accessori.

Questi scambiatori di calore vengono utilizzati in vari impianti di trasporto.

Piastra a coste

Si differenziano dalle tipologie sopra menzionate perché la base della struttura utilizza pannelli nervati con pareti sottili, formati mediante saldatura ad alta frequenza.

Tutti sono fissati a turno con la possibilità Rotazione di 90°C.

L'impiego di tali scambiatori di calore è frequente sia nell'industria (nei processi termotecnici) sia nella vita quotidiana (impianti di ventilazione con recupero di calore).

Spirale

Sono orizzontali e verticali. Il loro design è costituito da 2 fogli sottili Realizzate in metallo, fissate al nucleo e piegate a spirale. Per conferire ulteriore rigidità alle lamiere, su entrambi i lati sono saldati dei distanziali.

I canali a spirale presentano delle limitazioni sotto forma di tappi terminaliLa sigillatura di tali passaggi avviene tramite saldatura. Da una parte e sigilla con una guarnizione sull'altro lato. Con l'usura, la saldatura avviene anche sull'altro lato.

Ciò elimina la possibilità smontaggio portatori di calore.

Questo dispositivo è utilizzato in cibo, metallurgia, cellulosa e carta, estrazione mineraria, petrolio, gas e altri settori industriali.

Come scegliere uno scambiatore di calore per un impianto di riscaldamento centralizzato

Nella scelta è importante prestare attenzione alle principali caratteristiche tecniche dell'attrezzatura:

Spessore e materiale delle piastre

Minore è la massa del dispositivo, maggiore è il coefficiente di scambio termico. È importante concentrarsi sullo spessore consigliato delle piastre. Varia principalmente da 0,4 mm a 0,7 mm, il materiale adatto è l'acciaio inossidabile.

Pressione

Più basso è questo indicatore, minore è il costo dell'unità. In modo che non venga osservato fallimenti nell'impianto di riscaldamento è necessario sapere questo Senso e indicarlo al venditore al momento dell'acquisto.

Coefficiente di trasferimento di calore

Questo è uno dei principali criteri di selezione. Indica quale unità di calore il dispositivo è in grado di trasferire in un certo intervallo di tempo da un ambiente riscaldato a uno freddo. attraverso una superficie di 1 mq e una differenza di temperatura di 1 K.

Per aumentare lo scambio termico, sono necessarie meno piastre. Il costo di uno scambiatore di calore di questo tipo sarà inferiore. Per apparecchiature dal prezzo elevato

Coefficiente di scambio termico consigliato e ottimale - 7000 W/m²*K.

Peso

Il peso dello scambiatore di calore dipende direttamente dal materiale di cui è composto materiale è fatto. Prima di acquistare il dispositivo, è necessario determinare quanto spazio c'è per esso. In piccole aree, è meglio astenersi da di grandi dimensioni attrezzatura.

Superficie di riserva per lo scambio termico

Per un'unità di qualità questa cifra è 10-15%, altrimenti il ​​suo funzionamento non sarà efficace, poiché il minimo surriscaldamento rispetto alla temperatura impostata o la contaminazione porteranno all'interruzione del processo di lavorazione.

Oltre ai parametri sopra menzionati, vale la pena considerare anche quantità di perdita di calore, proprietà principali del refrigerante, caratteristiche delle tubazioni per lo scambio di calore.

Tipi e materiali

Il tipo di scambiatore di calore viene selezionato in base allo scopo per cui è destinato e al refrigerante utilizzato.

I dispositivi più affidabili e durevoli sono considerati quelli realizzati in ghisaNon temono la corrosione e hanno un'elevata capacità termica.

Svantaggi: grandi dimensioni e lento adattamento a una determinata variazione di temperatura. Occupano molto spazio.

Tu acciaio Il prezzo delle unità è notevolmente più basso, ma anche il livello di efficienza è inferiore.

I più comuni sono gli scambiatori di calore realizzati in rameHanno un elevato coefficiente di conduttività termica e sono tecnologicamente avanzati.

Per aumentarne la durata, tali dispositivi sono rivestiti esternamente con uno speciale strato protettivo.

Gli scambiatori di calore in acciaio sono i più economici, sono soggetti a corrosione e sono pesanti.

Produttori popolari: foto

Tutti i produttori di unità forniscono una garanzia per i loro prodotti. da 6 mesi a 1 anno.

I prodotti delle seguenti aziende sono molto richiesti:

• Sondex;

  

  Foto 1. Scambiatore di calore a piastre, attacco filettato, spessore piastra 0,5 mm, produttore: Sondex, Danimarca.

• Ridan;
• Alfa Laval;

  

  Foto 2. Scambiatore di calore a piastre modello AQ2S, superficie della piastra ondulata, produttore: Alfa Laval.

• Gea Mashimpeks;
• Danfoss;

  

  Foto 3. Scambiatore di calore a piastre saldobrasate modello XB 04-1-8, in acciaio inossidabile resistente agli acidi, produttore: "Danfoss".

• Funke;
• Etra.

Video utile

Guarda questo video per scoprire come funzionano gli scambiatori di calore a fascio tubiero.

Bassa pressione dell'acqua calda e altri segni di ostruzione

Segni di intasamento

• bassa pressione acqua calda;
• si accumula e si sbriciola sotto l'involucro fuliggine;
• dopo l'accensione avviene spegnimento rapido del bruciatore;
• Cattivo riscaldamento acqua;

  Importante! Prima di iniziare il processo pulizia dello scambiatore di calore È necessario assicurarsi che gli altri elementi dell'impianto di riscaldamento funzionino correttamente.

• innesco costante protezione termica.