Пластинчатый теплообменник DGXT
Пластинчатые теплообменники являются одним из наиболее распространенных типов теплообменников, используемых сегодня; другим распространенным типом теплообменников является теплообменник корпуса и трубы. Спиральный теплообменник также используется в промышленности, но его использование незначительно по сравнению с другими двумя типами теплообменников.
Пластинчатые теплообменники получили широкое применение во всем инженерном мире, поскольку они эффективны, надежны и относительно просты в обслуживании
Компоненты пластинчатого теплообменника (PHE)
Пластинчатые теплообменники состоят из относительно небольшого количества деталей. Поскольку пластинчатые теплообменники используются для передачи тепла, им требуются входные и выходные отверстия , в которые могут входить и выходить из теплообменника протекающие среды или жидкости. Жидкость может быть жидкостью или газом. Поскольку жидкости часто считаются жидкостями, мы используем термин "текучесть", чтобы избежать путаницы.
Прокладки и пластины используются для отделения проточной среды и предотвращения ее смешивания; прокладки приклеены только с одной стороны каждой пластины. Пластины подвесятся на перекладине и спрессовываются вместе с помощью зажимных болтов. Когда пластины сжимаются вместе, они называются "стопкой пластин". Направляющая планка обеспечивает правильное выравнивание пластин при открытии и закрытии стопки пластин.
В качестве конечных компонентов используются две крышки на противоположных концах блока пластин. Одна крышка перемещается, а другая закреплена. Подвижная крышка и неподвижная крышка иногда называются также пластиной рамы и нажимной пластиной . Обратите внимание, что входы и выходы устанавливаются только на неподвижную крышку.
Пластинчатые теплообменники работают
Горячая среда поступает в теплообменник через вход горячей среды. Прокладки направляют горячую среду, когда она проходит через теплообменник. Каждая пластина имеет чередующийся рисунок прокладки. Горячая среда проходит в пространство между парой пластин, но не попадает в пространство между следующей парой пластин, так как прокладки этого не позволяют. Процесс продолжается, так что каждый второй набор пластин заполняется горячей проточной средой.
В то же время холодная среда поступает в теплообменник через вход холодной среды, но на этот раз прокладки расположены так, чтобы холодная среда поступало в пространство, где нет горячей среды. Теплообменник теперь заполнен как горячей, так и холодной средами. Каждая среда выходит из соответствующего выхода, и процесс является непрерывным.
Из-за близкого расстояния между проходными средами происходит обмен теплом. Горячая среда нагревает плиту и плита передает часть этого тепла холодной среде, поэтому температура горячей среды снижается, а температура холодной среды увеличивается.
Пластины пластинчатого теплообменника могут казаться простыми, но каждая пластина полна интересных инженерных особенностей. Например:
- Когда пластины сжимаются вместе, образуя стопку пластин, зазор между каждой из них очень мал, что обеспечивает хороший термический контакт между двумя проходными средами. Зазор между пластинами также называется "зазором".
- Пластины тонкие и имеют большую площадь контакта, что обеспечивает высокую скорость теплопередачи каждой пластины.
- Пластины изготавливаются из материала с высокой теплопроводностью, что еще больше увеличивает скорость теплопередачи.
- Гофры на поверхности пластины предотвращают ламинарный поток и способствуют турбулентному потоку, что увеличивает скорость теплопередачи и снижает вероятность образования отложений на поверхности пластины.
- Гофр также служит для придания жесткости конструкции пластины, что позволяет использовать более тонкую пластину по сравнению с пластиной, не имеющей гофр. Обратите внимание, что рифленые поверхности пластин иногда называют "зигзагообразным" рисунком.
Пластины не являются единственной частью пластинчатого теплообменника с широкими конструкторными особенностями, прокладки также имеют интересные конструктивные особенности:
- Прокладки могут поддерживать уплотнение между пластинами даже при изменении давления и температуры системы.
- Отверстия в каждой прокладке, известные как контрольные точки, используются для определения утечек через прокладки. Эта функция позволяет оператору заменять затронутые пластины до того, как протекающая среда начнет протекать через следующую прокладку и загрязнит другую проходную среду.
- Поскольку прокладки проходят через теплообменник, их необходимо устанавливать в правильном порядке. Поэтому прокладки часто снабжены метками , чтобы операторы могли проверить правильность установки каждой пластины на всем блоке пластин. Другой способ обеспечения правильного порядка расположения стопки пластин – распылить на весь блок пластин диагональную линию.
- Хотя мы до сих пор демонстрируем только два варианта конструкции прокладок, их три! Прокладки чередуются по всему теплообменнику , за исключением первой и последней пластин в блоке пластин, которые прижимываются к неподвижным и подвижным крышкам. Пластины, прижимающие неподвижные и подвижные крышки, называются начальной и конечной пластинами, так как они расположены в стопке пластин. Назначение начальной и конечной пластин заключается в предотвращении попадания в пространство между неподвижной крышкой и начальной плитой и предотвращении попадания в пространство между подвижной крышкой и торцевой пластиной. Таким образом, крышки не используются для активного обмена теплом; это имеет смысл, так как крышки достаточно толстые, не имеют гофр и плохо подходят для обмена теплом.
Изменение охлаждающей способности
Существует несколько способов изменения охлаждающей способности пластинчатого теплообменника:
- Отрегулируйте выпускные клапаны таким образом, чтобы расход был увеличен или уменьшен; этот метод полезен, поскольку не происходит демонтажа теплообменника. Не допускайте дросселей/регулирования впускных клапанов , так как это может привести к старению теплообменника и локальному перегреву.
- Увеличьте или уменьшите количество пластин в стопке пластин. Увеличение количества пластин в стопке пластин приводит к соответствующему увеличению охлаждающей способности. Уменьшение количества пластин в стопке пластин приводит к соответствующему снижению охлаждающей способности. Короче говоря, чем больше пластин, тем больше охлаждающих возможностей, а чем меньше пластин, тем меньше охлаждающих возможностей.
- Используйте однопроходную или многопроходную конструкцию. Однопроходные теплообменники позволяют двум проходящим средам проходить друг за другом только один раз. Многопроходные теплообменники позволяют проходящим средам проходить несколько раз друг за другом. Большинство пластинчатых теплообменников используют однопроходную конструкцию.
Типы потоков
Поток через пластинчатый теплообменник может быть параллельным, поперечным или контр. Пластинчатые теплообменники обычно используют встречные потоки, так как это наиболее эффективный тип потока для теплопередачи. Встречные потоки иногда называют противоположным потоком .
Рекомендации по проектированию пластин
Поскольку пластинчатые теплообменники используются для широкого спектра применений, они должны быть рассчитаны на условия эксплуатации, в которых они работают, что может включать коррозионную и эрозионную среду. Возможность изготовления пластинчатых теплообменников из различных материалов, включая металлы, сплавы и пластик. Различные материалы делают пластинчатый теплообменник более подходящим для различных областей применения. Например, если определенная текущая среда реагирует агрессивно при контакте с определенными металлами, вместо нее могут использоваться материалы на полимерной основе, такие как тефлон.
Преимущества пластинчатого теплообменника
Пластинчатые теплообменники обладают рядом преимуществ:
- Пластинчатые теплообменники весят меньше, требуют меньше места и более эффективны по сравнению с другими моделями теплообменников того же размера.
- Замена и очистка пластин — это простая задача , поскольку штабель пластин легко открывается.
- В отличие от теплообменников в оболочке и трубках, пластинчатые теплообменники не требуют дополнительного пространства для демонтажа.
Недостатки пластинчатого теплообменника
Но есть и некоторые недостатки, связанные с пластинчатыми теплообменниками:
- Пластинчатые теплообменники, как правило, дороже других конструкций теплообменников.
- Если в прокладке присутствует утечка, которая приводит к смешиванию одной текучей среды с другой, то часто трудно найти протекающую пластину.
- Замена прокладок пластин на месте может быть трудной или невозможной. Некоторые прокладки пластин необходимо вернуть производителю для замены, что обходится как время, так и деньги.
- Когда пластины сжимаются вместе, образуя стопку пластин, зазор между каждой из них невелик, это увеличивает вероятность загрязнения с соответствующим снижением теплопередачи.
- При сборке блока пластин перетягивание зажимных болтов может привести к разрушению пластин, что приведет к повреждению рифленой поверхности и выжимает прокладки. Если прокладки выдавлены, пластина перестанет герметично прилегать.
- Пластинчатые теплообменники не подходят для применения под высоким давлением, так как прокладки могут быть вытеснены давлением системы; такая ситуация называется "продувкой прокладки". Однако эту проблему можно решить, используя конструкцию без прокладок; в этих конструкциях обычно используются паяные или сварные пластины. Паяные и сварные пластинчатые теплообменники более подходят для применения в условиях высоких температур и давления, но также и для применения в тех случаях, когда утечка может представлять опасность/катастрофическую опасность, например, токсичные или ядовитые текучесть среды.
Сертифицированный Поставщик 
