Płytowy wymiennik ciepła: zasada działania i główne cechy
Nowoczesny poziom poprawy oznacza obecność nie tylko zimnej, ale także ciepłej wody w kranach, a także wysokiej jakości ogrzewanie w zimnych porach roku. Płytowy wymiennik ciepła ułatwia życie w prywatnym domu. Rozumiemy zasady działania urządzeń do wymiany ciepła, rodzaje urządzeń i ich cechy definiujące.
Jak to jest zaaranżowane i działa
Wymiennik ciepła został opracowany jako ogniwo transferowe, urządzenie, w którym energia cieplna z zewnętrznego gorącego chłodziwa jest przekazywana do ogrzanego (zimniejszego) medium. Warunkiem wymiany jest oddzielenie mediów; w ich roli (w konkretnym przypadku) jest woda ciepła i zimna. Innymi słowy, ciepła woda wchodzi z zewnątrz do jednego zbiornika i przenosi ciepło do zimnej wody w sąsiednim zbiorniku.
Jedną z opcji wymienników ciepła jest płytowy wymiennik ciepła; zasada działania urządzenia opiera się na wykorzystaniu płyt. Główna część konstrukcji składa się z zestawu blach falistych, spiętych razem w paczce. Elementy są mocno do siebie dociśnięte, między nimi tworzą się szczelinowe kanały, którymi poruszają się turbulentne strumienie gorącej i zimnej wody. Urządzenie jest zaprojektowane i skonfigurowane w taki sposób, aby warstwy gorącej i zimnej cieczy krążyły z określoną prędkością naprzemiennie ze sobą. Dzięki temu proces jest stabilny, a straty energii cieplnej zminimalizowane.
Projekt ma wydajny układ i składa się z następujących części:
- Ruchoma (docisk z tyłu) i stała płyta z rurami łączącymi.
- Zestaw płyt termoprzewodzących wykonanych metodą tłoczenia na zimno.
- Prowadnice górne i dolne.
- Komplet mocowań podtrzymujących konstrukcję.
Wymiary wymiennika ciepła zależą od jego parametrów. Im większy sprzęt, tym większa powierzchnia płyt, tym silniejszy transfer ciepła, a co za tym idzie moc systemu. Wraz ze wzrostem mocy wzrasta nie tylko wydajność jednostki, ale także jej waga.
Płytowe wymienniki ciepła znajdują zastosowanie w wielu obszarach:
- W układach chłodzenia w procesach przemysłu ciężkiego i lekkiego (przemysł maszynowy i stoczniowy, obróbka metali).
- Na liniach produktów chemicznych i spożywczych.
- W sieci użyteczności publicznej (c.w.u., ciepło, klimatyzacja).
Jak jest używany i dlaczego jest potrzebny
Zasada działania wymiennika ciepła ma pozytywny wpływ na funkcjonowanie systemów inżynierii domowej. W prywatnym domu wymiennik ciepła spełnia następujące funkcje:
- Oczywista korzyść. Urządzenie podgrzewa wodę na potrzeby gospodarstwa domowego: na CWU (zaopatrzenie w ciepłą wodę) oraz na instalację grzewczą może służyć do podgrzewania wody w basenie, w instalacji klimatyzacyjnej.
- Niewidzialna korzyść. Wymiennik ciepła stabilizuje pracę domowego kotła grzewczego (niezależnie od rodzaju paliwa).
Faktem jest, że przy bezpośrednim podgrzewaniu wody, gdy natychmiast wchodzi ona do systemu grzewczego z kotła, trudno jest uzyskać jej stabilną temperaturę, a tym bardziej płynnie ją regulować. Parametry będą się ciągle zmieniać, co utrudnia utrzymanie pożądanego stopnia nagrzania. Ogrzewanie z włączeniem wymiennika ciepła pozwala na płynną regulację parametrów chłodziwa, co zwiększa efektywność wykorzystania paliwa.
Plusy i minusy
Zasada działania płytowego wymiennika ciepła zapewnia następujące zalety jego zastosowania:
- Wydajny transfer ciepła bez mieszania płynów (dzięki wysokiej jakości uszczelkom).
- Możliwość regulacji temperatury i zwiększenia mocy (poprzez dodanie płytek).
- Kompaktowe wymiary, łatwa instalacja i niezawodne działanie.
- Charakterystyka działania: odporność na korozję, minimalne straty ciśnienia, zdolność samooczyszczania (ciecze poruszają się z turbulentnymi wirami).
- Urządzenie pozwala na korzystanie z jednego źródła ogrzewania w tym samym czasie do systemów ciepłej wody i ogrzewania. Możesz obniżyć koszt chłodziwa i odmówić zakupu dodatkowego sprzętu.
- Dom staje się bardziej autonomiczny, ponieważ maleje zależność od zewnętrznych sieci inżynieryjnych.
Wady wymiennika ciepła obejmują jego koszt. W przypadku wielu modeli (zwłaszcza znanych producentów) trudno to nazwać budżetem. Nie zapominaj również, że urządzenie nie jest niezależnym grzejnikiem. Do pracy wykorzystuje zewnętrzny płyn chłodzący podgrzany do żądanej temperatury.
Rodzaje wymienników ciepła dla domu prywatnego
Do celów przemysłowych stosuje się spawane i półspawane wymienniki ciepła. Są w stanie wytrzymać warunki agresywnych mediów (na przykład freony lub woda morska), wysokie ciśnienie i temperaturę. W mieszkaniach prywatnych instalowane są urządzenia płytowe dwóch innych typów: składane lub lutowane. Każda odmiana ma swój własny zestaw cech.
Uszczelkowe płytowe wymienniki ciepła nadają się do użytku domowego i profesjonalnego. Posiadają następujące właściwości:
- Modele składane składają się z płyt instalowanych naprzemiennie i są całkowicie konserwowalne; Dozwolony jest demontaż w celu konserwacji (czyszczenie ze zgorzeliny).
- Możesz regulować moc, dodając lub usuwając talerze. Gdy zmienia się obciążenie, zmienia się wydajność systemu.
- Do produkcji wymiennika wykorzystywane są wysokiej jakości materiały, co zapewnia wysoki współczynnik przenikania ciepła i minimalizuje straty ciepła.
- Podczas ruchu chłodziwo (woda) tworzy przepływ wirowy i rozpoczyna proces samooczyszczania.
- Jeśli będziesz przestrzegać zasad działania, składany model przetrwa 15-20 lat.
Lutowane modele płytkowe z monolitycznym korpusem są mniej powszechne. Ich objętość wewnętrzna jest mniejsza niż w przypadku konstrukcji składanych, a płyty faliste są lutowane razem z niklem lub miedzią. Dzięki temu urządzeniu wymiennik ciepła wykazuje następujące zalety:
- Lekka waga i wygodne kompaktowe wymiary.
- Konstrukcja z powodzeniem radzi sobie ze spadkami ciśnienia, agresywnymi mediami i wysokimi (do 250-300°C) temperaturami.
- Dzięki lutowaniu nie ma uszczelek, co oznacza, że w zasadzie nie ma wycieków.
- Koszt urządzeń spawanych jest znacznie niższy niż urządzeń lamelowych, co wiąże się ze zmniejszoną wagą i rozmiarami. Jeśli porównamy sprzęt o tej samej mocy, różnica wyniesie 40-50%.
Charakterystyka
Przy wyborze elektrociepłowni płytowej należy wziąć pod uwagę warunki, w jakich urządzenie będzie eksploatowane. Zignorowanie tej zasady prowadzi do przedwczesnej (po kilku latach) awarii sprzętu. Wymiennik ciepła dobierany jest na podstawie obliczeń na podstawie parametrów domowego systemu grzewczego. Wykonywane są na specjalistycznym oprogramowaniu lub za pomocą kalkulatora internetowego. W obliczeniach płytowego wymiennika ciepła do domowego systemu grzewczego wykorzystuje się następujące dane początkowe:
- Moc cieplna systemu grzewczego.
- Temperatura nośnika ciepła ze źródła ciepła.
- Projektowe ciśnienie systemowe (koreluje z grubością i materiałem płyty).
- Temperatura potrzebna do ogrzania domu.
Obliczenia pomagają określić natężenie przepływu chłodziwa w obu obwodach (ogrzewanie i ogrzewanie). Otrzymane wyniki pokazują, jakie parametry musi posiadać urządzenie, aby zapewnić poprawną pracę w różnych trybach pracy (podstawowy, przejściowy, minimalny).
Niezależnie od urządzenia płytowego wymiennika ciepła, przy wyborze należy zwrócić uwagę na następujące parametry:
- Charakterystyka płyty. Wykonane są z blachy stalowej różnych gatunków lub tytanu (dla środowisk agresywnych). Grubość ścianki waha się od 0,4-1 mm. Im grubsza ściana, tym większe ciśnienie robocze, dla którego jest zaprojektowany system i tym droższy.
- obszar wymiany ciepła. Składa się z powierzchni wszystkich płyt, zależnej od ich ilości (od 7-10 sztuk) oraz powierzchni jednego elementu. Parametr oscyluje w znacznym zakresie, który zależy od mocy i przeznaczenia urządzenia.
- Ciśnienie i temperatura w płytach. W instalacjach domowych nie przekracza odpowiednio 25 kg na centymetr kwadratowy i 200°C.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Aby wyposażyć prywatny dom, potrzebujesz przemyślanych systemów ogrzewania i ciepłej wody. Możesz zaoszczędzić na kosztach ciepłej wody, wykorzystując ciepło z jednego systemu do ogrzewania drugiego. Łącznikiem będzie wymiennik ciepła, którego konstrukcja ma na celu przenoszenie energii przy minimalnych stratach.
Wymienniki ciepła są zróżnicowane pod względem parametrów, ale wszystkie mają konstrukcję płytkową. Nadaje się do prywatnego domu: lutowane lub składane jednostki płytowe, te ostatnie są częściej używane. O ich właściwościach decyduje liczba i powierzchnia płytek, a także materiał wykonania i jego grubość.
