Typy výmenníkov tepla na vykurovanie: ako im porozumieť a vybrať si ten správny?

Výmenník tepla je neoddeliteľnou súčasťou vykurovacieho systému, v ktorom proces výmeny tepla medzi viacerými prostrediami.

Existuje niekoľko typov výmenníkov tepla.

Aký je účel výmenníka tepla pre TÚV vo vykurovacom systéme?

Zariadenie je 2 taniere: jeden z toho statické a iné - mobilný. Obaja Majú otvory, medzi ktorými sú upevnené dosky utesnené tesneniami.

Podstata princípu fungovania takéhoto zariadenia spočíva v tom, že vlnité dosky tvoria kanály, ktorými kvapalina cirkuluje. Zvýšenie koeficientu prestupu tepla z jeho vyhrievanej časti do studenej časti nastáva v dôsledku zväčšenia kontaktnej plochy.

V stenovej vrstve vlnitého typu sa časom vytvorí turbulentný procesNa rôznych stranách jeden tanier pohybuje sa samostatné médium. Tento spôsob pohybu zabraňuje ich miešaniu.

Rozcvička obe prostredia vzniká v dôsledku pripojenia zariadenia k potrubiu. Po prechode média všetkými kanálmi opustí výmenník tepla.

Toto zariadenie umožňuje:

• v prípade potreby využiť prijaté od dopravcu sekundárna tepelná energia pre potreby domácnosti;
• uplatniť zvyškové teplo keď je dodávaná elektrina;
• tvoriť požadované teplotné podmienky na vykonávanie chemických procesov;
• udržiavať teplotný režim chladiacej kvapaliny na stanovenej úrovni v domácich vykurovacích systémoch.

Typy

Existujú nasledujúce typy výmenníkov tepla.

Miešanie vody

Sú to zariadenia, v ktorých sa teplo prenáša priamym kontaktom. dve prostredia: horúce a studené.

Podstata činnosti takéhoto výmenníka tepla spočíva v tom, že v špeciálnej komore sa kombinuje kvapalina a para, ktorej rýchlosť presahuje nadzvuková hodnota.

Vypočítaná tryska ho zrýchľuje na takýto ukazovateľ. V dôsledku takéhoto miešania dochádza k ohrev kvapaliny a kondenzácia parya chladiaca kvapalina požadovanej teploty cirkuluje vykurovacím systémom.

Fotoaparát zariadenia zabezpečuje prítomnosť kondenzačné vákuumPrevádzka tohto typu výmenníka tepla je možná aj za podmienok nízkeho tlaku pary.

Povrchové

Návrh takýchto zariadení je prezentovaný vo forme bimetalové rúry s valcovanými hliníkovými rebrami.

V týchto zariadeniach dochádza k procesu prúdenia vzduchu okolo pevného povrchu. Teploty povrchu a prúdenia vzduchu sa líšia.

Výmena tepla medzi médiami sa vykonáva cez stenu so špeciálnym tepelne vodivým materiálom. Obvody sú od seba úplne izolované.

Povrchové výmenníky tepla sú rozdelené na 2 typy:

• regeneračný (smer prúdenia média má tendenciu sa meniť);
• rekuperačný (výmena tepla z jedného chladiva do druhého sa vykonáva cez voľné steny okruhu, pričom smer prúdenia média zostáva konštantný).

Rekuperácia a jej odrody

Sú rozdelené podľa konštrukčných prvkov a oblasti použitia.

Plášť a rúrka

Ide o najjednoduchšie zariadenia. Pozostávajú z veľkého počtu malých rúrok, ktoré spájkované do jedného zväzku a umiestnené v puzdre. Takéto výmenníky tepla sú dosť objemné a zaberajú veľa miesta.

Používajú sa v výparníky, chladničky, ohrievače, kondenzátory.

Ponorené

Predstavujú hadovité ploché alebo valcovité tvary, ponorené do nádoby s kvapalinou.

Tieto výmenníky tepla sa považujú za neúčinné, pretože na vonkajšej strane cievky je netesnosť. nízky prenos teplaa proces prania kvapalinou prebieha vo veľmi malých množstvách.

Ponorné jednotky sa používajú ako chladničky a kondenzátory, ako aj na ohrev vody a technologické riešenia.

Rúrkové

Zariadenia tohto typu sú 2 potrubia, ktoré sa nachádzajú vo vnútri seba a majú rôzne priemery. Kvapalina, ktorú je potrebné ohrievať alebo ochladzovať, sa tak dostáva do priameho kontaktu s chladiacou kvapalinou.

Teplosmenné potrubia sú pevné pozdĺž seba. Vďaka rozdielu medzi ich priemermi chladiaca kvapalina počas svojej cirkulácie nečelí žiadnym prekážkam.

Takéto výmenníky tepla sa používajú hlavne v potravinársky priemysel, najmä vo vinárstve a mliekarenskom priemysle.

Používanie takýchto zariadení je rozšírené aj v ropnom, plynárenskom a chemickom priemysle.

Zavlažovanie

Výmenníky tepla tohto typu sú rovné potrubia umiestnené nad sebou a zavlažované vodou zvonku. Sú upevnené zváraním alebo pomocou „valčekov“ na prírubách. Zavlažovacia kvapalina prechádza horným žľabom, ktorého okraje majú tvar klinčekyČasť kvapaliny dodávanej na zavlažovanie potrubí sa odparuje.

Použitie takých jednotiek, ako sú kondenzátory v chladničkách.

Grafit: čo to je?

Výmenníky tepla blok konštrukcie. Všetky obdĺžnikové alebo valcové komponenty sú pevne upevnené špeciálnymi gumovými alebo teflónovými tesneniami a krytmi.

Vnútri tejto štruktúry sa niečo deje krížový tok tekutiny.

Spočiatku sa grafit ošetruje špeciálnymi živicami vyrobenými z formaldehydu, aby sa eliminovala pórovitosť. Jedno alebo obe prostredia sú korozívne.

Vďaka stabilnému vplyvu takýchto zariadení je ich používanie veľmi obľúbené. v chemickom priemysle.

Tanierový vzduch s ventilátorom

Podľa ich konštrukcie sa delia na odnímateľné a spájkované. Prvý sú široko používané vďaka tomu, že môžu byť rozoberať a skladať, a v prípade potreby čistenie a zvýšenie ich účinnosti pridaním ďalších dosiek.

Zariadenie sa skladá z dosiek s gumovými tesneniami medzi nimi, 2 koncové komory, uťahovacie skrutky a rám.

Oceľové plechy majú hrúbka 0,7 mm, ich strana prúdenia je zvlnená alebo rebrovaná.

Aby sa utesnil proces výmeny tepla, dosky sú upevnené gumové tesnenia.

Chladiaca kvapalina v takýchto výmenníkoch tepla sa môže pohybovať v smere dopredu, dozadu alebo v zmiešanom smere.

Takéto zariadenia sa používajú v vykurovacie, vetracie, klimatizačné a chladiace systémy. Okrem toho sa používa v textilnom, ropnom, celulózovom a papierenskom priemysle a iných odvetviach.

Rebrovaný plech: princíp fungovania

Podstata konštrukcie takéhoto výmenníka tepla spočíva v tom, že existuje jeden systém samostatných dosiek, medzi ktorými sú umiestnené rebrované úchytky.

Ich odrody sú prezentované v širokej škále.

Pre kompetentný výber tvarov kanálov pre priechod kvapaliny, vyžaduje použitie rôznych príloh.

Tieto výmenníky tepla sa používajú v rôznych dopravných zariadeniach.

Rebrovaný plech

Od vyššie uvedených typov sa líšia tým, že základňa konštrukcie používa rebrované panely s tenkými stenami, vytvorené vysokofrekvenčným zváraním.

Všetky sú postupne opravené s možnosťou Otočenie o 90 °C.

Použitie takýchto výmenníkov tepla sa často nachádza v priemysle (v tepelných technologických procesoch) aj v každodennom živote (vetracie systémy s rekuperáciou tepla).

Špirála

Sú horizontálne a vertikálne. Ich dizajn pozostáva z 2 tenké listy vyrobené z kovu, pripevnené k jadru a ohnuté do špirál. Pre zvýšenie tuhosti plechov sú k nim na oboch stranách privarené dištančné výstupky.

Špirálové kanály majú obmedzenia v podobe koncové uzáveryUtesnenie takýchto priechodov sa vykonáva zváraním. Na jednej strane a na druhej strane utesňuje tesnením. Ako sa opotrebováva, dochádza k zváraniu aj na druhej strane.

Tým sa eliminuje možnosť zosadnutie nosiče tepla.

Toto zariadenie sa používa v potraviny, hutníctvo, celulóza a papier, baníctvo, ropa, plyn a ďalšie oblasti priemyslu.

Ako vybrať výmenník tepla pre systém ústredného kúrenia

Pri výbere je dôležité venovať pozornosť hlavným technickým vlastnostiam zariadenia:

Hrúbka a materiál dosiek

Čím nižšia je hmotnosť zariadenia, tým vyšší je koeficient prestupu tepla. Je dôležité zamerať sa na odporúčanú hrúbku dosiek. Tá sa líši hlavne od 0,4 mm do 0,7 mm, vhodným materiálom je nehrdzavejúca oceľ.

Tlak

Čím nižší je tento ukazovateľ, tým nižšie sú náklady na jednotku. Aby sa to nepozorovalo zlyhania vo vykurovacom systéme je potrebné vedieť toto význam a uveďte to predajcovi pri kúpe.

Koeficient prestupu tepla

Toto je jedno z hlavných kritérií výberu. Ukazuje, akú jednotku tepla je zariadenie schopné preniesť za určitý čas z vyhrievaného prostredia do studeného. cez plochu 1 m2 a teplotný rozdiel 1 K.

Na zvýšenie prenosu tepla je potrebný menší počet dosiek. Náklady na takýto výmenník tepla budú nižšie. Pre zariadenia s vysokou cenou

Odporúčaný a optimálny koeficient prestupu tepla - 7000 W/m²*K.

Hmotnosť

Hmotnosť výmenníka tepla priamo závisí od toho, z čoho je vyrobený materiál je vyrobené. Pred zakúpením zariadenia si musíte určiť, koľko miesta je naň k dispozícii. V malých priestoroch je lepšie sa od neho zdržať veľké vybavenie.

Rezervný povrch pre výmenu tepla

Pre kvalitnú jednotku je toto číslo 10 – 15 %, inak jeho prevádzka nebude účinná, pretože najmenšie prehriatie na nastavenú teplotu alebo kontaminácia povedie k zastaveniu pracovného procesu.

Okrem vyššie uvedených parametrov je potrebné zvážiť aj množstvo tepelných strát, hlavné vlastnosti chladiacej kvapaliny, charakteristiky potrubí pre výmenu tepla.

Typy a materiály

Typ výmenníka tepla sa vyberá na základe jeho účelu a použitého chladiva.

Za najspoľahlivejšie a najodolnejšie zariadenia sa považujú tie, ktoré sú vyrobené z liatinaNeboja sa korózie a majú vysokú tepelnú kapacitu.

Nevýhody: veľké rozmery a pomalé prispôsobenie sa daným teplotným výkyvom. Zaberajú pomerne veľa miesta.

U oceľ Cena jednotiek je citeľne nižšia, ale aj úroveň účinnosti je nižšia.

Najbežnejšie sú výmenníky tepla vyrobené z meďMajú vysoký koeficient tepelnej vodivosti a sú technologicky vyspelé.

Na predĺženie životnosti sú takéto zariadenia zvonku pokryté špeciálnou ochrannou vrstvou.

Oceľové výmenníky tepla sú najlacnejšie, náchylné na koróziu a sú ťažké.

Populárni výrobcovia: fotografia

Všetci výrobcovia jednotiek poskytujú na svoje výrobky záruku. od 6 mesiacov do 1 roka.

Produkty nasledujúcich spoločností sú veľmi žiadané:

• Sondex;

  

  Foto 1. Doskový výmenník tepla, závitové pripojenie, hrúbka dosky 0,5 mm, výrobca - Sondex, Dánsko.

• Ridan;
• Alfa Laval;

  

  Foto 2. Doskový výmenník tepla model AQ2S, vlnitý povrch plechu, výrobca - Alfa Laval.

• Gea Mashimpeks;
• Danfoss;

  

  Foto 3. Spájkovaný doskový výmenník tepla model XB 04-1-8, vyrobený z nehrdzavejúcej ocele odolnej voči kyselinám, výrobca - "Danfoss".

• Funke;
• Etra.

Užitočné video

Pozrite si toto video a zistite, ako fungujú rúrkové výmenníky tepla.

Nízky tlak teplej vody a iné príznaky upchatia

Príznaky upchatia

• nízky tlak horúca voda;
• hromadí sa a rozpadá sa pod plášťom sadze;
• po zapnutí dôjde rýchle vypnutie horáka;
• zlý rozcvička voda;

  Dôležité! Predtým, ako začnete s procesom čistenie výmenníka tepla Je potrebné zabezpečiť, aby ostatné prvky vykurovacieho systému boli v dobrom prevádzkovom stave.

• neustále spúšťanie tepelná ochrana.