Deskový výměník tepla pro vytápění

Spolehlivé, bezpečné a snadno udržovatelné deskové výměníky tepla nahrazují zastaralé plášťové a trubkové jednotky. Lépe si poradí s přenosem energie z primárního do sekundárního okruhu a dokonale odolávají kolísání tlaku. Zařízení jsou mnohem menší a pracují rychleji.

V tomto článku budeme podrobně zvažovat konstrukci deskového výměníku tepla, princip fungování zařízení, rozsah a vlastnosti provozu těchto vysoce výkonných jednotek.

Deskový výměník tepla. Příznivé rozdíly oproti trubkovým konstrukcím. Vlastnosti prvku

Účinnost trubkových jednotek se zvyšuje zvýšením délky cívky. Přitom ani velkorozměrové instalace v mnoha případech nedokážou zajistit požadovanou úroveň průtoku ohřívaného média.

U deskových výměníků je situace jiná. Oblast přenosu energie se upravuje přidáváním a odebíráním desek stejné velikosti. Zařízení s menšími rozměry se mnohem lépe vyrovnávají se svými úkoly a poskytují velký průtok ohřáté tekutiny. To je například zvláště důležité pro potřeby teplé užitkové vody.

Zvažte konstrukční vlastnosti a princip fungování deskových výměníků tepla podrobněji.

Schéma typického deskového výměníku tepla

Níže uvedený diagram ukazuje jednotku nejjednodušší konstrukce.

Složení typického výměníku tepla zahrnuje následující prvky:

potrubí (přívodní a vratné) pro připojení primárního okruhu – 1, 11;
přední (pevné) a zadní (pohyblivé) desky – 3, 8;
odbočné trubky (vstup a výstup) pro připojení sekundárního okruhu – 2, 12;
otvory pro průtok chladicí kapaliny – 4, 14;
pracovní deska – 6;
malé těsnění (kroužek) – 5;
vodítka (horní a spodní) – 7, 15;
zadní podpora – 9;
vlásenka – 10;
velké těsnění umístěné podél obrysu desky – 13.

Na každé desce je provedeno reliéfní zvlnění. Tím se zvětší teplosměnná plocha. Prvky jsou vůči sobě uspořádány pod úhlem 180°.

Odbočky mohou být umístěny jak na obou stranách zařízení, tak na jedné straně. Princip fungování deskového výměníku tepla se tím nemění.

Vlastnosti výroby desek pro přenos tepla

Nerezová ocel se používá k výrobě desek pro výměníky tepla. Dokonale odolává působení vysokých teplot a nekvalitních médií. Hlavní prvky výměníků tepla se získávají lisováním. Pouze tímto způsobem lze vyrobit vlnitou lepenku při zachování klíčových vlastností kovu. Ne každá nerezová ocel je vhodná pro výrobu plátů. Výrobci používají speciální značky (například 08X18H10T).

READ

Prořezávání stromů - fáze krajinného designu

K získání reliéfního povrchu se používá technologie Off-Set. V důsledku toho se na výrobcích objevují drážky, které mohou, ale nemusí být symetrické. Reliéf zvětšuje plochu kontaktu desek s chladicí kapalinou a ohřívaným médiem a slouží k rovnoměrnému rozložení kapalin.

Výrobci používají pro výrobu teplosměnných desek dva typy zvlnění.

Tepelně těžké. Drážky jsou pod úhlem 30°. Desky s tuhým zvlněním mají maximální tepelnou vodivost, ale nevydrží vysoký tlak z cirkulujícího chladiva.
Tepelně měkké. Drážky jsou umístěny pod úhlem 60°. Takové desky naopak vydrží vysoký tlak, ale mají nízkou tepelnou vodivost.

Kombinací různých typů desek můžete vytvořit výměník tepla s nejoptimálnější účinností. V tomto případě je třeba vzít v úvahu skutečnost, že pro efektivní provoz musí zařízení pracovat v turbulentním režimu. Je nutné zajistit, aby při vysokém přenosu tepla kapalina protékala kanály bez potíží.

Vlastnosti výroby a upevnění těsnění

Pro dosažení maximální těsnosti jsou těsnění pro výměníky tepla vyrobena z různých polymerních materiálů. Používá se EPDM (etylen propylen) a pryž NBR. Materiály snesou různá zatížení. Rozsah provozních teplot ethylenpropylenu je od -30 do + 170 °C. Maximální limit NBR je +110 °C.

Těsnění jsou k deskám připevněna sponami a lepidly. První metoda se používá mnohem častěji.

Středění těsnění podél vodítek probíhá automaticky. Při instalaci desek není potřeba nic podpírat ani tlačit. Lemování manžety vytváří spolehlivou bariéru, která eliminuje možnost úniku chladicí kapaliny.

Princip činnosti vysokorychlostního deskového výměníku tepla

Princip činnosti deskového výměníku tepla je následující. Prostor mezi deskami je střídavě vyplněn ohřátým médiem a chladivem. Objednávka je řízena těsněními. V jedné části otevírají cestu k chladicí kapalině a ve druhé k ohřívanému médiu.

Při provozu vysokorychlostního deskového výměníku dochází k intenzivnímu přenosu energie ve všech sekcích kromě první a poslední. Kapaliny se pohybují směrem k sobě. Chladivo je přiváděno shora a studené médium je přiváděno zdola. Vizuálně je princip fungování deskového výměníku tepla znázorněn na obrázku níže.

Jak vidíte, vše je docela jednoduché. Čím více talířů, tím lépe. Pomocí tohoto principu se zvyšuje účinnost deskových výměníků tepla.

Klasifikace deskových výměníků tepla podle principu činnosti a konstrukce

Podle principu činnosti jsou deskové výměníky rozděleny do tří kategorií.

READ

Skladovací plastové septiky - tipy pro výběr a instalaci

Výrobci vyrábějí skládací a pájené deskové výměníky tepla.

Produkty první skupiny jsou populárnější. Takové jednotky se používají v průmyslu a teplovodních systémech. Skládací modely se snadno udržují a opravují. Výkon zařízení je nastavitelný.
U pájených výměníků tepla jsou desky pevně spojeny a umístěny v nerozebíratelném pouzdře.

Chybí gumová těsnění. Takové modely se nejčastěji používají pro vytápění nebo chlazení vody v soukromých domech.

Výběr deskových výměníků tepla podle technických vlastností

Při výběru výměníku tepla věnujte pozornost:

požadovaná teplota pro ohřev kapaliny;
maximální teplota chladicí kapaliny;
tlak;
spotřeba chladicí kapaliny;
požadovaný průtok ohřívané kapaliny.

Výrobci vyrábějí zařízení s různými technickými vlastnostmi. Například produkty oblíbené značky Alfa Laval mají následující parametry.

Specializovaný software a specializované služby zjednodušují vyhledávání. Typicky jsou jednotky konfigurovány tak, aby produkovaly výstup kapaliny o teplotě 70 °C.

Сферы применения

Spolehlivé a účinné deskové výměníky tepla se používají v různých oblastech.

Ropný průmysl. Zařízení slouží k chlazení zpracovaných energetických zdrojů.
Systémy vytápění a ohřevu vody. Zařízení ohřívají kapaliny dodávané spotřebitelům.
Strojírenství a hutnictví. Zařízení se používá pro chlazení strojů a zařízení.
Potravinářský průmysl. Výměníky tepla jsou například součástí pasterizačních zařízení.
Stavba lodí. Zařízení chladí různá zařízení a ohřívají mořskou vodu na lodích.

To je jen malá část nabídky výměníků tepla. Zařízení nachází uplatnění také v automobilovém průmyslu, při výrobě kyselin a zásad a v dalších průmyslových odvětvích.

Montáž a připojení deskových výměníků tepla

Malé rozměry značně zjednodušují proces uvádění deskových výměníků do provozu. Pouze instalace výkonných jednotek bude vyžadovat stavbu základů. Ve většině případů bude stačit šroubování. Připojené trubky dodají konstrukci další tuhost.

Nejjednodušší schéma zapojení výměníku tepla je následující.