Навигация
Пластинчатые теплообменники представлены конструкциями с различными типами сборки. Устройства могут быть паяными, полностью или частично разборными, сварными в кожухе. Каждое исполнение рассчитано на определенные характеристики, условия эксплуатации и сферу применения.
В статье рассматриваем пластинчатые теплообменные аппараты, выполненные на пайке: в чем состоит особенность конструкции, достоинства и недостатки, а также где применяются эти устройства.
Особенности конструкции
Особенность паяных теплообменников состоит в неразборной конструкции, созданной за счет контурной пайки смежных пластин. Причем припой выполняется как по наружному периметру элементов, так и по контуру отверстий. В результате образуется компактный, жесткий, конструктивно надежный блок с высокой тепловой эффективностью. Сочетание малого объема, стойкости к деформации и способности обеспечивать быстрый теплообмен сделали их предпочтительными для многих ответственных применений.
Основные достоинства
Паяная пластинчатая конструкция привносит немало преимуществ при эксплуатации теплообменников подобного типа. Перечислим основные.
Высокая эффективность теплообмена
Обусловлена особенностями теплообменной поверхности с гофрированным профилем и небольшим расстоянием между пластинами, равным толщине припоя. При прохождении узкого канала с рифлеными стенками, по обе стороны повышается турбулентность потока и, как следствие, увеличивается скорость теплопередачи через тонкие металлические пластины. Высокая эффективность процесса позволяет использовать аппараты меньших габаритов при тех же тепловых нагрузках.
Компактность и малый вес
Отсутствие металлической рамы, присутствующей в разборных пластинчатых устройствах, существенно уменьшает паяную конструкцию. Кроме того, исключение таких элементов, как прижимная и неподвижная пластины, верхняя и нижняя направляющие, стяжка на болтах или шпильках, кратно облегчает изделие, значительно снижает металлоемкость и затраты на изготовление. Компактность оборудования имеет особое значение в условиях ограниченного пространства, например, в бытовом или мобильном оборудовании.
Герметичность конструкции
Пластины соединяются методом пайки в вакууме, что исключает протечки между контурами. В отличие от уплотнений в разборном оборудовании, медный или никелевый припой создает лучшие условия для предупреждения протечек, поскольку каучуковые уплотнительные прокладки имеют свойство стареть и терять первоначальную эластичность.
Простые монтаж и эксплуатация
Благодаря компактной и легкой конструкции, паяные пластинчатые теплообменники легко монтируются. Аппараты не требуют сложного технического обслуживания, в том числе из-за отсутствия необходимости в регулярной замене уплотнений между пластинами.
Устойчивость к высокому давлению и температуре
Конструкция на пайке выдерживает более высокое давление и термическое воздействие, поскольку представляет собой жесткий блок с недеформируемыми швами. Например, паяные теплообменники Sondex рассчитаны на рабочее давление до 40 бар и температуру от -196 °C до +225 °C. Для сравнения, разборные выпускаются в диапазоне значений до 35 бар и от -20 °C до +180 °C.
Главные недостатки
Как и любое техническое средство, паяные теплообменники имеют некоторые недостатки.
Невозможность разборки и чистки изнутри
В отличие от разборных моделей, паяный аппарат не подлежит разборке. Это означает, что при сильном загрязнении или накипи, очистка возможна только химическими средствами. Если очистка невозможна, оборудование подлежит замене.
Чувствительность к загрязнениям и качеству теплоносителя
Из-за узких внутренних каналов, загрязнения или твердые примеси могут быстро привести к засорам и снижению эффективности теплообмена. Поэтому необходимо устанавливать фильтры и следить за состоянием теплоносителей.
Ограниченные возможности по модернизации
Если при расширении производства или, наоборот, снижении тепловой нагрузки потребуется изменить характеристики теплообменника (увеличить/уменьшить площадь теплообмена), сделать это не получится. В такой ситуации выход один – заменить аппарат полностью.
Подходящие отрасли для применения
При сравнении плюсов и минусов паяных теплообменников становится очевидным, что первые существенно превалируют над вторыми. Именно этим обусловлено широчайшее распространение аппаратов подобного типа.
Отопление и горячее водоснабжение (ГВС)
В системах отопления теплообменное оборудование используется для задач эффективной передачи тепла, генерируемого котлом, в циркуляционную систему для поддержки заданной температуры в помещениях с помощью радиаторов. В двухконтурных бытовых агрегатах паяные теплообменники устанавливаются для приготовления горячей воды. Они также идеально подходят для компактных индивидуальных тепловых пунктов.
Холодильная и климатическая техника
В холодильных установках и системах кондиционирования воздуха паяные теплообменники применяются как испарители и конденсаторы. Благодаря высокому уровню теплопередачи и полной герметичности аппараты отлично подходят для работы с хладагентами.
Промышленность
Теплообменники с пластинами на пайке находят огромное промышленное применение. Например, в пищевой отрасли они участвуют в процессах пастеризации и охлаждения напитков, поддерживают температурный режим в охладителях и ферментерах. В химической и нефтехимической обеспечивают охлаждение реакционных смесей, подогрев сырья перед подачей в реакторы. В области фармацевтики используются для точного регулирования температуры при получении лекарственных субстанций. А в энергетике и теплотехнике применяются в системах охлаждения инверторов, генераторов и трансформаторов.
В целом паяные теплообменники выполняют как основные, так и вспомогательные функции – от обеспечения качества продукции до повышения энергоэффективности производств.