Konstrukce zařízení, materiál dílů a další parametry musí být zvoleny na základě vlastností technologického procesu a požadovaného výkonu. Podrobnější informace o typech výměníků a jejich účelu získáte od našich kolegů z firmy ProTeplo https://proteplo.org.
Typy výměníků tepla – obecné informace
V moderním světě existuje široká škála výměníků tepla, které mají různé vlastnosti a typy. V tomto článku budeme hovořit o deskovém výměníku tepla a poskytneme obecné informace o tomto zařízení a jak funguje.
Co je výměník tepla a proč je potřeba. Tepelný výměník slouží k výměně tepla mezi dvěma v něm obsaženými médii. Dělí se na výměníky tepla a regenerátory. Rozsah použití výměníků tepla je poměrně široký. Používají se v potravinářském a chemickém průmyslu, v energetice, v různých tepelných elektrárnách a dokonce i ve vzduchotechnické technice včetně klimatizačních systémů.
Druhy zařízení pro přenos tepla
Existují různé typy výměníků tepla:
- Povrchové výměníky tepla.
- Směšovací výměníky tepla.
Zvažme každý typ výměníku tepla samostatně.
- Povrchový typ je druh tepelné výměny, ke které dochází skrz stěny teplovodivého materiálu. Pro zajištění tepla v různých prostředích se používá specializovaný materiál, který je zcela utěsněn.
Povrchový výměník tepla je také rozdělen do několika typů:
- rekuperační typy (tedy k výměně tepelného toku dochází díky tenkým stěnám okruhu, přičemž proudění nemění svůj směr).
- regenerační typy (tedy k výměně tepelného toku dochází stejně jako u prvního typu, ale u regenerativního typu dochází ke změně směru proudění).
- Typ míchání není oblíbeným typem, takže se nepoužívá tak často a k přenosu tepla dochází, když je dosaženo smíchání dvou médií.
ZANECHTE POPTÁVKU a náš specialista vám pomůže s výběrem vybavení
Okruh určený k vytápění může využívat nejen horkou vodu, ale i nemrznoucí kapalinu, olej nebo jinou horkou nezávadnou kapalinu. Deskový výměník tepla je instalován v topném systému a rozděluje jej na dvě části: topný systém od dodavatele ke spotřebiteli a stejný systém pro spotřebitele.
Jednotlivé výměníky tepla na principu PHE přesně určují potřebnou chladicí kapalinu v závislosti na venkovní teplotě. Tato metoda je energeticky účinná a umožňuje úsporu až 40 % tepelné energie ve srovnání s nemodernizovanou a neautomatizovanou předávací stanicí dálkového vytápění (například kotlem).
Proč potřebujete výměník tepla pro TUV?
Zvětšení délky a šířky spirály v trubkovém výměníku tepla umožňuje zvýšení účinnosti přenosu tepla. Velké velikosti jsou však pro instalaci a použití nepraktické. Deskový výměník tepla nabízí alternativní řešení. Přidáním desek a stlačením stohu desek lze dosáhnout stejného efektu bez zvětšení vnějších rozměrů. Trubkový výměník tepla a deskový výměník tepla se stejným výkonem se liší velikostí faktorem 3. Z tohoto důvodu se pro teplovodní instalace používá deskový výměník tepla.
Kotle mají zpravidla dva deskové výměníky, které slouží jako ochrana proti vodnímu rázu, poklesu tlaku, mechanickým a chemickým nečistotám. Nezávislé obvody umožňují konfigurovat provozní parametry každého z nich samostatně. Kotlová voda si zase vyměňuje teplo s chladivem sekundárního okruhu přes desky systému výměníku tepla.
Využití teplosměnných zařízení v průmyslu
Výměníky tepla mají různé technologické funkce. Všechny modely lze rozdělit do dvou velkých kategorií:
- zařízení pro výměnu tepla, ve kterých je hlavním procesem přenos tepla;
- teplosměnná zařízení, ve kterých jsou hlavní procesy chlazení, kondenzace, pasterizace a další a přenos tepelné energie působí jako doprovodná součást.
Modely jsou seskupeny podle jejich hlavní aplikace:
- kondenzátory;
- ohřívače;
- chladničky;
- výparníky.
Jejich použití je velmi žádané v různých průmyslových odvětvích. Zavedením zařízení do technologického procesu lze výrazně urychlit práci a zvýšit efektivitu.
Používání různých typů pracovních prostředí
Správná chladicí kapalina může výrazně zlepšit účinnost.
Vodní pára
Přehřátá (nasycená) pára je jednou z nejčastěji používaných chladicích kapalin. Má mnoho výhod: vysokou rychlost přenosu tepla, snadnou přepravu potrubím a schopnost řídit teplotu. Tento typ chladicí kapaliny se nejčastěji používá při vícenásobných odpařovacích procesech, kdy se odpařený produkt posílá do předehřívačů nebo jiných výparníků.
Horká kapalina
Stejně běžné jsou horké kapaliny a voda cirkulující přes výměník tepla. Vyznačují se méně intenzivním ohřevem a neustále klesající teplotou nosiče.
Pára a voda mají rozhodující nevýhodu: se stoupající teplotou se prudce zvyšuje tlak v systému. V potravinářských provozech nemohou jednotky pracovat při teplotách nad 160 °C.
Olejový roztok
Topný olej je užitečný v konzervárenském průmyslu; umožňuje provoz tepelného výměníku při teplotách až 200 °C.
Horký vzduch a plyn
V sušičkách a pecích se používá plyn a horký vzduch (maximální teplota 300-1000°C). Plyny mají řadu nevýhod: obtížně se přepravují a regulují teplotu, mají nízký koeficient prostupu tepla a výfukové plyny silně znečišťují povrch výměníku tepla.
Co určuje účinnost výměníku tepla?
Kvalita zařízení závisí na následujících faktorech:
- funkce aplikace;
- množství energie potřebné pro přenos;
- kvalita provozu;
- organizace oprav.
Tyto parametry určují celkové náklady na zařízení a údržbu, která ovlivňuje výkon zařízení.
Jak vybrat správný výměník tepla
Při instalaci zařízení v obytné budově je vyžadován podrobný výpočet. Zahrnuje několik charakteristik:
Plocha vytápěné místnosti nebo přibližná spotřeba teplé vody,
- úloha výměníku tepla;
- teplotní graf;
- primární teplota chladicí kapaliny;
- teplota studené vody.
Výpočty provádí dodavatel zařízení, který na základě získaných výsledků navrhne možnosti výměníků tepla vhodné pro konkrétní aplikaci.
Princip činnosti výměníku tepla
Přední a zadní deska má otvory, které jsou připojeny k potrubí. Dodávají chladicí kapalinu a spotřebič tepla do zařízení.
Obrázek 5: Průtok chladicí kapaliny uvnitř svazku desek.
Vrstva stěny je zvlněná a při vysokých rychlostech proudění se postupně rozvíjí turbulence. Každé médium se pohybuje směrem k sobě z různých stran desky, aby se zabránilo smíchání.
Paralelní desky tvoří pracovní kanály. Při pohybu všemi kanály si každé médium vyměňuje teplo a opouští vnitřek zařízení. To znamená, že všechny desky jsou nejdůležitějším prvkem mezi všemi částmi výměníku tepla.
Toky uvnitř deskového výměníku tepla mohou být umístěny v jednom nebo více kanálech, v závislosti na technických vlastnostech a podmínkách použití:
Rýže. 6. Schéma proudění chladiva v deskovém výměníku tepla v závislosti na principu činnosti.
Závěr
V tomto článku jste se mohli seznámit s typy výměníků tepla, jejich účelem a oblastmi použití. V příštím článku se blíže podíváme na deskové výměníky – jak se liší, jaké existují typy a čím se od sebe liší. Přihlaste se tedy k odběru e-mailových zpravodajů a aktualizací na sociálních sítích, aby vám nic neuniklo.
Stojí za připomenutí, že trubkové výměníky tepla jsou v současné době aktivně nahrazovány deskovými výměníky tepla, protože ty jsou pružnější a snadněji se udržují.
Pokud potřebujete vybrat výměník tepla pro vaši aplikaci, můžete se seznámit s modely nabízenými naší společností v příslušných sekcích katalogu.
Pokud máte nějaké potíže, kontaktujte naše inženýry nebo vyplňte formulář:
Definice principu činnosti a hlavní funkce výměníku tepla je obsažena v jeho názvu. Toto zařízení slouží k přenosu tepla mezi médii s různou teplotou, který se nejčastěji provádí přes konstrukční prvky instalace, bez míchání médií.
Rozsah použití a typy výměníků tepla
Díky komparativní jednoduchosti jejich konstrukce a vysoké účinnosti jsou výměníky tepla aktivně využívány v topných systémech, včetně tepelných elektráren, v energetice (včetně jaderných elektráren), hutním, chemickém a potravinářském průmyslu, v elektrických a technologických zařízeních. stejně jako při instalaci ventilačních systémů a klimatizace.
V závislosti na rozsahu použití, typu pracovního média a teplotních podmínkách se volí výměník tepla jednoho nebo druhého typu. Toto zařízení je klasifikováno podle:
- Nejběžnější jsou plošné výměníky tepla, ve kterých nedochází k promíchávání médií a chladivo předává své teplo spotřebiteli tepla přes kontaktní plochu (např. desky ve výměníku).
- Typ přenosu tepla. Existují výměníky regenerační (chladivo a spotřebič tepla se pohybují střídavě) a rekuperační (chladivo a spotřebič tepla se pohybují současně, během pohybu první plynule předává teplo druhému). PHE jsou výměníky tepla rekuperačního typu.
- Designové vlastnosti. Při výběru je třeba vzít v úvahu výkon instalace, tlak v systému, provozní teploty a typ pracovního média. Můžete si vybrat instalace s rovným povrchem, trubkové a blokové.
- Směry pohybu pracovních médií. Výměníky tepla mohou být jednoprůchodové (pracovní média procházejí vnitřním objemem instalace jednou nejkratší cestou), dvouprůchodové (mají 2 nezávislé okruhy) a víceprůchodové (pracovní média se pohybují cyklicky). Doporučuje se používat víceokruhové instalace, když je malý rozdíl mezi teplotou vstupní chladicí kapaliny a teplotou zpátečky.
Obecná klasifikace moderních tepelných výměníků je uvedena na obrázku níže:
Konstrukce a princip činnosti výměníku tepla
Konstrukce všech typů výměníků tepla je výrazně odlišná, v budoucnu bude článek zvažovat nejmodernější a nejoblíbenější typy těchto instalací – skládací deskové výměníky tepla.
Jejich zařízení je podrobně znázorněno na obrázku níže:
Mezi pohyblivými a stacionárními přítlačnými deskami je umístěn balík desek z nerezové oceli, vysoce legované austenitické oceli, titanu nebo slitin niklu. Desky různých výrobců mohou mít různé vzory (vlnění), tvořené uspořádáním kanálů, na kterých závisí koeficient prostupu tepla a hydraulický odpor. Desky jsou umístěny vůči sobě pod úhlem 180 stupňů, díky čemuž je vytvořen ohyb ve zvlnění řady kanálů pro správný průchod chladicí kapaliny a spotřebiče tepla.
Všechny vrstvy desek jsou proloženy těsněním, které zajišťuje těsnost kanálů. Desky jsou upevněny nahoře a dole speciálními horními a spodními vodícími nosníky a stlačeny spojovacími šrouby a maticemi. Nosné nosníky jsou zase připevněny ke svislému rámu.
Na rozdíl od skládacích PHE mají pájené stejnou strukturu, ale desky v nich jsou sletované dohromady, takže takový obal nebude možné rozebrat ani kvůli čištění.
Koncepční schéma činnosti deskového výměníku tepla je následující:
Výměník tepla je připojen k potrubí otvory v přítlačných deskách. Ohřívací a ohřívané proudy se pohybují na opačných stranách jedné desky, v důsledku čehož vznikají protiproudy (média se k sobě začnou pohybovat z opačných stran každé desky). V tomto případě nedochází k míchání médií díky střídání desek s těsnícími pryžovými těsněními, které tvoří samostatné pohybové obrysy.
Mezi paralelně instalovanými deskami jsou vytvořeny kanály, kterými chladivo přenáší teplo spotřebiteli tepla, po kterém média buď opustí vnitřní limity instalace, nebo projdou dalším cyklem.
V závislosti na konstrukčních vlastnostech zařízení se toky mohou pohybovat podle jedno-, dvouprůchodových nebo víceprůchodových schémat.
Kontaktujte Service-PTO LLC a objednejte si služby zkušených specialistů na servis a výměnu prvků výměníku tepla. Zavolejte nám na číslo +7 (812) 646-10-76, +7 (921) 794-11-63 a zanechte požadavek.
