Avantajele schimbătorului de căldură cu plăci. Schimbător de căldură cu plăci: argumente pro și contra

Schimbătorul de căldură cu plăci de tip monobloc este baza unui sistem mixt de alimentare cu apă caldă în două trepte (alimentare cu apă caldă)

„Monobloc” este un tip de schimbător de căldură cu plăci conceput pentru a funcționa într-un sistem de apă caldă în două trepte, în care ambele trepte sunt combinate într-un schimbător de căldură; un astfel de schimbător de căldură are șase conducte. (Vezi poza).

Principalele și poate singurele avantaje ale unui monobloc sunt compactitatea sa, în comparație cu două schimbătoare de căldură separat și, în consecință, costul mai mic, ceea ce determină amplitudinea de aplicare a schimbătoarelor de căldură de tip „Monobloc”.

Acum să încercăm să-i determinăm dezavantajele.

Orez. Monobloc pentru sistem ACM în două trepte. Amplasarea conductelor: H1 - Retur lichid de răcire din sistemul de încălzire, H2 - Apă de circulație a ACM, H3 - Apă încălzită ACM, H4 - Retur lichid de răcire din rețeaua de încălzire, F3 - Rețea de intrare apă de la robinet, F4 - Ieșirea lichidului de răcire general pe retur în rețeaua de încălzire.

„Simplitatea” instalării.

Se crede că este mai ușor să instalați un singur dispozitiv decât mai multe dintre aceleași. Dar monoblocul instalat arată ca un păianjen, încurcat într-o pânză de conducte, diferite supape de închidere și instrumente. Astfel, principalul avantaj este pierdut - ușurința întreținerii și reparațiilor. Dacă într-un schimbător de căldură cu plăci cu o singură trecere toate conductele sunt amplasate pe placa frontală H1-H4 și pentru întreținerea și repararea acestuia trebuie doar să utilizați supape de închidereși basculante, apoi pentru a demonta sistemul monobloc, demontarea țevilor plăcii mobile din spate este inevitabilă. De asemenea, conductele plăcii din spate pot bloca accesul la schimbătorul de căldură monobloc. Pentru funcționarea normală a monoblocului, mai întâi merită să faceți un design competent pentru conectarea la lichidul de răcire, rece și apa fierbinte pentru a oferi acces facil pentru întreținere și reparare. Un monobloc montat corect ocupă nu mai puțin spațiu decât două schimbătoare de căldură separate.

Fiabilitate.

Este important să ne amintim că două schimbătoare de căldură separate sunt mai fiabile decât unul care îndeplinește aceleași funcții. Ce obținem când unul dintre schimbătoare de căldură se defectează? În acest caz, sistemul poate funcționa la sarcină parțială în timp ce al doilea schimbător de căldură este reparat sau întreținut. Dacă chiar și o treaptă este nefuncțională, întregul monobloc trebuie scos din funcțiune, deoarece există o singură carcasă pentru ambele trepte.

Eficienţă.

Când se calculează un schimbător de căldură monobloc, există și câteva nuanțe. Destul de des este dificil să se creeze un sistem monobloc în două etape schema mixta ACM, eficiență comparabilă cu două schimbătoare de căldură cu plăci separate. Acest lucru se datorează faptului că tipul de placă stabilit în monobloc pentru două etape este același. Și în limitele proprietăților termofizice de acest tip, trebuie să rezolvăm problema amenajării pachetelor de plăci pentru ambele etape, în timp ce o etapă poate diferi ca debite una de cealaltă, în special pe partea lichidului de răcire. Aici, de exemplu, cerințele pentru prima etapă sunt capacitatea de a trece debitul total al lichidului de răcire al sistemului de încălzire și al agentului de răcire din a doua etapă, asigurând în același timp o rezistență hidraulică scăzută și o îndepărtare medie a căldurii. Pentru a doua etapă, acestea sunt debite relativ scăzute pe partea lichidului de răcire și pe partea de alimentare cu apă caldă, rezistențe hidraulice admise mai mari și eliminare semnificativ mai mare de căldură. Adică, dacă acestea ar fi două schimbătoare de căldură separate, atunci schimbătorul de căldură din prima etapă ar trebui să aibă un diametru mai mare al duzei și o placă „scurtă”, iar schimbătorul de căldură din a doua etapă ar trebui să aibă un diametru mai mic al duzei și o placă „mai lungă”. .

Există o opțiune de sarcină pentru selectarea echipamentelor pentru un circuit mixt în două etape. Datele inițiale sunt următoarele: sarcina sistemului de alimentare cu apă caldă 0,4 Gcal/h, încălzire apă rece de la 5° C la 60° C, sarcina totală a sistemului de încălzire 1,2 Gcal.h, graficul temperaturii 150-70.

Împărțirea sarcinii în trepte, în conformitate cu (SP 41-101-95), pt conditii date obținem datele inițiale pentru selectarea schimbătoarelor de căldură în trepte (vezi tabel).

De fapt, valoarea NTU caracterizează regimul termic la care va funcționa schimbătorul de căldură. Cu cât este mai mare NTU, cu atât trebuie să fie mai mare „lungimea” termică a plăcii schimbătorului de căldură.

În acest caz, este clar că schimbătorul de căldură din a doua etapă trebuie să aibă o capacitate de îndepărtare a căldurii mai mare, de aproape 50% („lungimea”) termică decât schimbătorul de căldură din cealaltă treaptă. În plus, costurile pe partea de încălzire a ambelor etape diferă de aproape 3 ori. Aceasta înseamnă că, dacă pentru schimbătorul de căldură din a doua etapă conductele DN32 sunt suficiente, atunci pentru schimbătorul de căldură din prima etapă conductele trebuie să fie mai mari, nu mai puțin de DN50.

Pachet farfurie

După cum sa menționat mai sus, un monobloc este în esență două schimbătoare de căldură situate într-un cadru. Aceasta înseamnă două pachete de plăci plasate într-un cadru, separate de o placă inversată care are două orificii oarbe (superioare sau inferioare). Adesea, pachetul de a doua etapă este situat mai aproape de placa fixă, iar în spatele acestuia pachetul de prima etapă. Datorită diferitelor funcții îndeplinite de aceste pachete (vezi mai sus), ele au configurații și numere diferite de plăci. Și deoarece toate aceste pachete sunt situate într-un singur cadru, există posibilitatea ca în timpul procesului de service să apară o eroare la asamblarea întregului pachet de plăci monobloc. Adică, dacă, după dezasamblarea bomboanei, pachetele sunt schimbate sau aranjate incorect, atunci când reasamblam dispozitivul, nu vom primi de la acesta caracteristicile inerente care au fost incluse inițial în acesta.

Masa. Date pentru selectarea schimbătoarelor de căldură.

Cu două schimbătoare de căldură situația este mai simplă. În acest caz, chiar dacă asamblam incorect întregul pachet, nu vom obține o reducere atât de colosală a puterii, a costurilor și a modificărilor de rezistență hidraulică ca la un monobloc.

În cele din urmă

Avantaje și dezavantaje ale unui schimbător de căldură cu plăci cu aspect monobloc:

Pro:

1. Cost redus.

2. Monoblocul este puțin mai compact decât două schimbătoare de căldură.

Minusuri:

1. Instalare dificilă și inconveniente la întreținere din cauza conductei de pe placa de presiune.

2. Mai puțină fiabilitate.

3. Muncă mai puțin productivă.

4. Cerințe exigente pentru asamblarea unui pachet de plăci schimbătoare de căldură.

Toată lumea știe de mult despre sistemul de alimentare cu apă caldă mixtă în două trepte, implementat pe un tip de schimbător de căldură cu plăci precum un monobloc. Monobloc este un tip special de schimbător de căldură cu plăci pentru un sistem de apă caldă în două trepte, în care ambele trepte sunt situate într-o singură carcasă; un astfel de schimbător de căldură are șase conducte.

• H1 - Intrarea lichidului de răcire retur din sistemul de încălzire.
• H2 - Admisia apei de circulatie ACM.
• H3 - Ieșire apă caldă încălzită.
• H4 - Intrarea lichidului de răcire fierbinte din rețeaua de încălzire.
• F3 - Intrare apă rece de la robinet.
• F4 - Ieșirea lichidului de răcire general pe retur în rețeaua de încălzire.

Aplicarea largă a monoblocului a fost determinată de următorii factori: compactitate mai mare în comparație cu două schimbătoare de căldură separate și, în consecință, costuri mai mici. Acești factori sunt principalele și, poate, singurele avantaje ale unei bomboane. Să încercăm să decidem asupra dezavantajelor.

„Simplitatea” instalării

Pare firesc că este mult mai ușor să montezi un dispozitiv mic decât două dintre aceleași. Dar ce obținem ca urmare a instalării unui monobloc? Monoblocul montat arată ca Spider-Man, încurcat în ghirlande de conducte, fitinguri și instrumente de măsură, dacă sunt prezente, desigur. Imediat, un lucru atât de important precum ușurința întreținerii se pierde. Dacă într-un schimbător de căldură cu plăci convențional toate conductele sunt amplasate pe o placă fixă ​​(H1-H4), iar întreținerea și repararea acesteia necesită doar oprirea schimbătorului de căldură și eliberarea presiunii, atunci demontarea monoblocului va necesita deconectarea conductelor de la dispozitivul mobil. placa din spate. În plus, dacă tubulatura plăcii din spate blochează accesul la schimbătorul de căldură monobloc, atunci acest lucru complică și accesul la acesta. Adică, pentru funcționarea normală a monoblocului, ar trebui, în primul rând, să realizați un proiect competent pentru conectarea acestuia conductelor existente lichid de racire, apa rece si calda pentru a asigura accesul normal pentru intretinere si reparatii. Și, în al doilea rând, ar trebui prevăzută o opțiune specială pentru atașarea conductelor la placa din spate (prin unele elemente detașabile) pentru a asigura mobilitatea plăcii din spate fără a muta schimbătorul de căldură de la locul său. Prin urmare, adesea un monobloc montat ocupă un volum nu mai puțin de două schimbătoare de căldură separate.

Probleme de fiabilitate

Desigur, două dispozitive separate sunt mai fiabile decât unul care îndeplinește aceeași funcție. Ce avem când unul dintre schimbătoare de căldură se defectează? În acest caz, vom putea lucra cu sarcină parțială a sistemului de apă caldă în timp ce al doilea este reparat sau întreținut. Dacă chiar și una dintre trepte eșuează, monoblocul trebuie scos din funcțiune în ansamblu, deoarece există o singură carcasă pentru ambele trepte.

Functionalitate, eficienta

Selecția unui schimbător de căldură monobloc are și propriile sale nuanțe. Este adesea dificil sau practic imposibil să se creeze un aranjament monobloc al unui circuit mixt de apă caldă menajeră în două trepte, cu o eficiență egală cu două schimbătoare de căldură separate. Acest lucru se datorează faptului că tipul de placă utilizat în monobloc este același pentru ambele etape. Și în limitele proprietăților termofizice de acest tip, trebuie să rezolvăm problema amenajării pachetelor pentru ambele etape, în timp ce prima și a doua etapă pot diferi, cel puțin din punct de vedere al costurilor, mai ales pe partea lichidului de răcire. De exemplu, cerințele pentru prima etapă sunt capacitatea de a trece debitul total al lichidului de răcire al sistemului de încălzire și al lichidului de răcire din a doua etapă, asigurând în același timp o rezistență hidraulică scăzută și o îndepărtare medie a căldurii. Cerințele pentru a doua etapă sunt debite relativ scăzute pe partea lichidului de răcire și a apei calde, rezistențe hidraulice admise mai mari și eliminare semnificativ mai mare de căldură. Adică, dacă acestea ar fi două schimbătoare de căldură separate, atunci schimbătorul de căldură din prima etapă ar trebui să aibă un diametru mai mare al duzei și o placă „scurtă”, iar schimbătorul de căldură din a doua etapă ar trebui să aibă un diametru mai mic al duzei și o placă „mai lungă”. .

Să luăm în considerare o variantă a sarcinii de selectare a echipamentelor pentru un circuit mixt în două etape. Datele de bază sunt următoarele: sarcina sistemului ACM 0,4 Gcal/h, încălzire cu apă rece de la 5°C la 60°C, sarcina sistemului de încălzire 1,2 Gcal/h, graficul temperaturii 150/70.

Împărțind sarcina în trepte, în conformitate cu SP 41-101-95 pentru condiții date, obținem datele inițiale pentru selectarea schimbătoarelor de căldură în trepte:

pun în scenă

etapa a II-a

* NTU - numărul de unități de transfer de căldură. Tehnica termică. V. N. Lukanin, M. G. Shatrov și alții, Școala Superioară, Moscova, 1999.

De fapt, valoarea NTU caracterizează regimul termic la care va funcționa schimbătorul de căldură. Cu cât este mai mare NTU, cu atât trebuie să fie mai mare „lungimea” termică a plăcii schimbătorului de căldură.

În cazul nostru, este clar că schimbătorul de căldură din a doua etapă trebuie să aibă o capacitate de îndepărtare a căldurii mai mare, de aproape 50% („lungimea”) termică decât schimbătorul de căldură din prima etapă. În plus, costurile pe partea de încălzire a ambelor etape diferă de aproape trei ori. Aceasta înseamnă că, dacă pentru schimbătorul de căldură din a doua etapă conductele DN32 sunt suficiente, atunci pentru schimbătorul de căldură din prima etapă conductele trebuie să fie mai mari, nu mai puțin de DN50.

Pachet farfurie

După cum sa menționat mai sus, un monobloc este, de fapt, două schimbătoare de căldură plasate într-un cadru. Aceasta înseamnă două pachete de plăci plasate într-un cadru, separate de o placă inversată care are două orificii oarbe (superioare sau inferioare). De obicei, pachetul de a doua etapă este situat mai aproape de placa fixă, iar în spatele acestuia pachetul de prima etapă. Dar, datorită funcțiilor infecțioase îndeplinite de aceste pachete (vezi mai sus), ele au configurații și număr de plăci diferite. Deoarece toate aceste pachete sunt amplasate într-o singură carcasă, există posibilitatea ca în timpul procesului de întreținere să apară o eroare la asamblarea întregului pachet de plăci monobloc. Adică, dacă, după dezasamblarea monoblocului, pachetele sunt schimbate sau aranjate incorect (de exemplu, plăcile din prima etapă cu o „lungime” termică mică sunt instalate pentru a doua etapă și invers), atunci, după ce reasamblarea dispozitivului , nu vom obține din el caracteristicile care au fost incluse în el încă de la început.

Cu două dispozitive separate, situația este mai simplă. În acest caz, chiar dacă asamblam incorect întregul pachet, nu vom obține o reducere atât de fatală a puterii termice, a costurilor și a modificărilor rezistenței hidraulice ca în cazul unui monobloc.

Pentru a rezuma, să rezumăm toate avantajele și dezavantajele unui schimbător de căldură cu plăci cu aspect monobloc într-un singur tabel.

Avantaje și dezavantaje

pro

• Cost inițial mai mic.
• Separat, un monobloc este mai compact decât două schimbătoare de căldură.

Minusuri

• Instalare mai complexă și întreținere incomodă datorită prizelor de pe placa de presiune.
• Mai puțină fiabilitate.
• Funcționare mai puțin eficientă.
• Solicitant la asamblarea unui pachet de farfurii.

Rezultat

Fiecare decide singur ce este mai important pentru ei - economii de costuri sau o funcționare mai fiabilă a echipamentului.

Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt dispozitive specializate care transferă căldura de la un mediu fierbinte la un mediu care trebuie încălzit prin plăci ondulate. Plăcile în sine pot fi realizate din diferite materiale, de exemplu, grafit, cupru, oțel și așa mai departe. În acest caz, straturile reci și fierbinți sunt așezate unul după altul.

Avantaje și dezavantaje

Schimbătorul de căldură cu plăci a apărut relativ recent, dar a câștigat deja popularitate în rândul consumatorilor datorită calităților sale remarcabile. Unul dintre cele mai mari avantaje este că schimbătoarele de căldură pliabile sunt foarte compacte și economisesc spațiu de instalare.

Dacă este necesară creșterea numărului de plăci, atunci echipamentul nu trebuie neapărat demontat, deoarece numărul necesar de plăci este adăugat sau redus în timpul funcționării, iar acesta este un mare plus.

În plus, toate unitățile de plăci sunt ușor de curățat, iar gradul lor de contaminare este cel mai scăzut. Costurile operaționale și costurile în numerar pentru furnizarea de energie sunt scăzute. Și echipamentul este capabil să funcționeze pe deplin la temperaturi foarte scăzute.

Aplicația este destul de eficientă dacă este nevoie de căldură de calitate scăzută și transferul acesteia. Datorită tuturor celor de mai sus, schimbătoarele de căldură cu plăci rămân cele mai avansate și durabile din punct de vedere tehnologic și, prin urmare, cele mai solicitate. Se familiarizeze cu tipuri diferite schimbătoare de căldură cu plăci, pot fi găsite la http://www.teploprofi.com/.

Dezavantajele acestor schimbătoare de căldură includ faptul că atunci când se utilizează lichid de răcire de calitate scăzută, schimbătorul de căldură se va înfunda rapid. Și în acest caz, va trebui să-l curățați sistematic folosind un produs special. Există și alte tipuri de schimbătoare de căldură, de exemplu, schimbătoare de căldură cu carcasă și tub sau lipite, dar specializarea lor este prea îngustă, așa că nu sunt la fel de populare ca schimbătoarele de căldură cu plăci.

Domeniul de aplicare al schimbătoarelor de căldură cu plăci

Schimbătoarele de căldură de acest tip sunt utilizate pentru încălzire, răcire și condensare:

• În sistemele de încălzire, ventilație și aer condiționat, inclusiv puncte de încălzire.
• În piscine, în sistemele de alimentare cu apă caldă.
• În cazul separării sistemelor energetice.
• În timpul extracției și valorificării căldurii în sectorul municipal.
• În echipamente frigorifice specializate, evaporatoare și condensatoare în sisteme frigorifice.
• În scopul răcirii diverselor medii pentru nevoi tehnologice.
• În alimentație, auto, oțel, textile și multe alte domenii ale industriei moderne.

Funcționarea unui schimbător de căldură cu plăci - avantaje, dezavantaje, design

Schimbătoarele de căldură includ plăci ștanțate care nu sunt supuse proceselor de coroziune. Pot fi folosite ca răcitoare de aer sau încălzitoare tipuri variate lichide precum păcură, petrol, apă, ulei și altele.

Pentru alegerea corecta echipament de încălzire, trebuie să știți cum funcționează schimbătorul de căldură cu plăci.

Puterea dispozitivului se poate modifica dacă numărul de plăci crește sau scade. Acest lucru nu se poate face în alte tipuri de dispozitive, deoarece în ele numărul de conducte de schimb de căldură este constant. Garniturile utilizate în producția de dispozitive întăresc canalele dintre plăci. Garniturile din cauciuc formează două canale complet etanșate destinate lichidelor care circulă în timpul procesului de schimb de căldură.

Fluidele care se deplasează unele spre altele produc un proces prin care fluidul fierbinte transferă căldură către mediul rece. Funcționarea unui schimbător de căldură cu plăci se bazează pe acest principiu eficient.

Echipamentul de schimb de căldură are procent mare performanță și nivel de putere. Se reglează dacă se modifică numărul de plăci. Acest dispozitiv este ușor de întreținut, dezasamblat și îndepărtat diferiți contaminanți. Avantajul unor astfel de dispozitive este că plăcile se murdăresc destul de încet și nu necesită curățare frecventă. Lustruirea de înaltă calitate a plăcilor, precum și turbulența ridicată în timpul funcționării dispozitivului favorizează curățarea.

Defecte

Dar, ca toate dispozitivele, schimbătoarele de căldură cu plăci au dezavantajele lor. Principalul dezavantaj este utilizarea echipamentelor de calitate scăzută. Atunci când alegeți un dispozitiv de calitate scăzută, dispozitivul se înfunda în cel mai scurt timp posibil și curățarea obișnuită, fără utilizarea unor compozitii chimice, nu va fi eficient. Acest dezavantaj este probabil singurul echipament de schimb de căldură.

Uneori, schimbătoarele de căldură cu plăci costă mai mult decât dispozitivele de tip carcasă și tub, ceea ce reprezintă un dezavantaj semnificativ în unele cazuri.

Nu trebuie să uităm că instalarea echipamentelor de schimb de căldură necesită alocarea unei camere mici separate. Acest fapt poate deveni, de asemenea, un dezavantaj și o problemă dacă echipamentul este operat într-un spațiu mic sau o casă privată. Uneori pur și simplu nu a fost oferit spațiu suplimentar în timpul construcției structurii.

În ciuda unor dezavantaje minore, schimbătoarele de căldură cu plăci sunt echipamente foarte practice care sunt foarte populare pe piața modernă a construcțiilor.