Теплообменные аппараты

СОДЕРЖАНИЕ:

 

Введение

1. Теплообменники производителя “Риден”

1. 1. Принципиальная структура пластинчатого теплообменника

1.2. Сравнение пластинчатых теплообменников “Риден” с кожухотрубными теплообменниками

1.3.Хитрые технологии пластинчатых теплообменников “Риден”

1.3.1. Технология Sondex

1.3.2. Технология Free – Flow

1.4.“Риден” решает возможные сомнения при покупке теплообменника

1.5. Экономия при подключении теплообменников “Риден” по новой схеме в горячем водоснабжении

2.Теплообменники производителя “Funke”

2.1.Кожухопластинчатые теплообменники со сварными кассетами

2.2. Паяные пластинчатые теплообменники.

2.3.Спиральные теплообменники

2.4.Цельносварные пластинчатые теплообменники

2.4. Кожухопластинчатые теплообменники со сварными кассетами Heatex

3. Теплообменники производителя ООО “Теплообмен”

3.1. Скоростные теплообменные аппараты ТТАИ

3.2. Опровержение всех легенд теплотехники

Заключение

Введение

Первые упоминания о пластинчатом теплообменнике историки относят к VI веку до нашей эры. До нас дошли прекрасно сохранившиеся фрески с изображениями воинов древней Галлии, которые первыми смогли использовать принцип передачи тепла в так называемых «Термах» - древнеримских (древнегреческих) банях.

Ведь не секрет, что ратный труд воинов суров, и поэтому любимым их занятием было приятное времяпровождение в банях. Что и говорить, тогдашние бани не чета нынешним: горячая вода нагревалась в котлах практически до кипения, дабы уничтожить микроорганизмы, и пользоваться ею приходилось очень осторожно. Кроме того, в силу религиозных верований в Галлии был широко распространен культ боевых лошадей, и омовение в банях совершалось совместно с ними. Поэтому постоянная потребность именно в меру горячей воде была велика. Смешение же кипятка с холодной водой считалось недопустимым (опять же из-за риска наличия микроорганизмов). Богатые люди могли позволить себе разбавлять кипяток вином или молоком, что было непозволительной роскошью для простых воинов или обычных граждан.

Как следствие, потребность в большом количестве теплой воды для мытья повлекла за собой развитие первых теплообменных аппаратов, которые в то время изготавливались либо специально, как стационарные устройства, либо в походе использовалась часть пластинчатого доспеха или щиты.

Фактически первый пластинчатый теплообменник представлял собой вогнутый лист металла, по которому текла горячая вода и который был

Один из первых простейший стационарный теплообменник из одной пластины. Сер. VI в. до н.э. Тарквинии.

частично погружен в бассейн с проточной холодной водой. Таким образом, был определен принцип теплообмена для пластинчатого теплообменника: две жидкости - холодная и горячая - обменивались теплом через фигурный лист металла (тогда меди или бронзы, а то и серебра или золота), не смешиваясь друг с другом.

Наличию рифления на листе металла первое время не придавалось значения, т.к. наука теплотехника в древности отсутствовала в принципе. Однако пытливые умы того времени подметили определенную закономерность: например, лист, украшенный чеканным орнаментом, быстрее охлаждает воду, и его требуется меньше по площади. То есть уже тогда опытным путем было установлено, что наличие преград, заставляющих жидкость перемешиваться в процессе ее движения, положительно влияет на процесс передачи тепла.

Именно широкое применение подобных аппаратов привело, в конце концов, к более лояльному общению жителей Римской Империи в банях и созданию первого в мире демократического государства, где каждый мог воспользоваться своим правом безопасно помыться в бане теплой водой за относительно небольшие деньги.

Падение Римской Империи ознаменовало собой закат пластинчатого теплообменника в Европе на долгие сотни лет. Но, как ни странно, в этот темный для Европы период пластинчатый теплообменник начинает активно применяться в странах Азии, а особенно на территории сегодняшней Монголии и Восточной Сибири.

Именно оттуда хлынули орды кочевников, разрушивших Римскую Империю и вывезших в эти районы огромные ценности древнего Рима, в том числе и несколько теплообменников (варвары были жадны до золота, и поэтому тащили все, что удавалось взять с собой). Также в полон угонялись многие сотни тысяч пленников, среди которых находилась и часть технической элиты Римской Империи, которая со временем смогла возродить культ мытья в банях. Особенно это было характерно для регионов Восточной Сибири, Индии и Тибета.

Характерной особенностью изготовления желобчатых теплообменных пластин для Азии стало украшение их орнаментом, без нанесения чеканки.

Подобное упрощение в изготовлении характерно до сих пор для Восточных производителей пластинчатых теплообменников. Т.е не видя сути чеканных украшений, как турбулизаторов потока, восточные мастера по привычке заменили их эмалевыми рисунками. Но такой переворот в изготовлении пластин принес свои неожиданные плоды. Эмалевое покрытие на поверхности металла оказалось чрезвычайно стойким к коррозионному воздействию морской воды. Такое покрытие позволяло применять пластинчатые аппараты и на побережье Индийского океана в небольших кустарных шелковых мастерских для охлаждения специальных красителей шелка.

Практически тысячу лет, со II по XII век, конструкция пластинчатого теплообменника не претерпевала изменений. Он оставался однопластинчатым. И только на Руси в конце XIII века был изготовлен первый многопластинчатый теплообменник, по аналогии с боевым доспехом русских воинов. Это было вызвано желанием получить более компактный аппарат, который был более удобен при транспортировке на большие расстояния в боевых походах Руссов, нежели чем аппарат с одной большой пластиной.

Имя кузнеца, построившего новый тип пластинчатого аппарата, дошло до нас в искаженном виде – Зеля Гаман (Зелигман).

И уже тогда начал подниматься вопрос уплотнения межпластинчатого пространства. На рисунке можно увидеть, что сначала этот вопрос решался укладыванием специального шнура пропитанного ворванью (тюленьим жиром). При нужде набор пластин (3-5 штук) укладывался друг на друга и прокладывался уплотнительным шнуром. Вся конструкция помещалась в бочку, где во внутренние полости подавалась горячая вода, а в наружные – холодная.

Таким образом, был реализован окончательный вариант конструкции пластинчатого теплообменника, который мы используем до сих пор.

Пластинчатый теплообменник представляет собой набор пластин из нержавеющей стали (или других металлов), скомпонованных таким образом, что две среды, участвующие в процессе теплообмена, движутся по разные стороны одной пластины. Пакет пластин набирается для организации определенного количества параллельных каналов (обеспечение необходимого сечения для протока жидкости) и необходимой площади теплообмена.

1. Теплообменники производителя “Риден” 1. 1. Принципиальная структура пластинчатого теплообменника

Пластинчатый теплообменник - это устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через стальные гофрированные пластины, которые установлены в раму и стянуты в пакет.

Такая конструкция теплообменника обеспечивает эффективную компоновку теплообменной поверхности и, соответственно, малые габариты самого аппарата.

 В теплообменниках фирмы “Риден” применяются пластины датской компании Sondex. Особое внимание, уделяемое концерном Sondex качеству поверхности пластин, служит гарантией долгой службы готового теплообменника и снижает скорость обрастания его загрязнениями.

1. Неподвижная плита с присоединительными патрубками. 2. Задняя прижимная плита. 3. Теплообменные пластины с уплотнительными прокладками. 4. Верхняя направляющая. 5. Нижняя направляющая. 6. Задняя стойка. 7. Комплект резьбовых шпилек.

Все пластины в пакете одинаковы, только развернуты одна за другой на 180°, поэтому при стягивании пакета пластин образуются каналы, по которым и протекают жидкости, участвующие в теплообмене. Такая установка пластин обеспечивает чередование горячих и холодных каналов.

 

 В процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке). В местах их возможного перетекания находится либо стальная пластина, либо двойное резиновое уплотнение, что практически исключает смешение жидкостей.

Вид гофрирования пластин и их количество, устанавливаемое в раму, зависят от эксплуатационных требований к пластинчатому теплообменнику. Материал, из которого изготавливаются пластины, может быть различным: от недорогой нержавеющей стали до различных экзотических сплавов, способных работать с агрессивными жидкостями.

Материалы для изготовления уплотнительных прокладок также различаются в зависимости от условий применения пластинчатых теплообменников. Обычно используются различные полимеры на основе натуральных или синтетических каучуков.

1.2. Сравнение пластинчатых теплообменников “Риден” с кожухотрубными теплообменниками

Обычно кожухотрубные теплообменники используются при давлениях теплоносителя более 25 кгс/см². Но при давлениях до 25 кгс/см² пластинчатые теплообменники являются значительно более эффективными.

При аналогичных параметрах пластинчатые теплообменники в 3-6 раз меньше по габаритам и составляют 1/6 от веса кожухотрубных теплообменников. Таким образом, экономятся не только площади под установку, но и снижаются начальные затраты. Конструкция кожухотрубного теплообменника обеспечивает гораздо меньшие коэффициенты теплопередачи, чем пластинчатого при аналогичной потере давления. Даже в самых лучших кожухотрубных теплообменниках значительные поверхности труб находятся в мертвых зонах, где отсутствует теплопередача. В отличие от кожухотрубных пластинчатые теплообменники могут быть легко разобраны для обслуживания и ремонта без демонтажа подводящих трубопроводов. Для обслуживания пластинчатых теплообменников требуется площадь в 3-6 раз меньше, чем для кожухотрубных.

1. Экономичность и простота обслуживания. При засорении пластинчатый теплообменник может быть разобран, промыт и собран двумя низкоквалифицированными работниками в течение 4-6 часов. В кожухотрубных теплообменниках процесс очистки трубок часто ведет к их разрушению и заглушению.

2. Низкая загрязняемость поверхности теплообмена вследствие высокой турбулентности потока жидкости, образуемой рифлением, а также качественной полировки теплообменных пластин.

3. Срок эксплуатации первой выходящей из строя единицы - уплотнительной прокладки - достигает 10 лет. Срок работы теплообменных пластин - 20-25 лет. Стоимость замены уплотнений колеблется в пределах 15-25% от стоимости пластинчатого теплообменника, что экономнее аналогичного процесса замены латунной трубной группы в кожухотрубном теплообменнике, составляющей 80-90% от стоимости аппарата.

4. Стоимость монтажа пластинчатого теплообменника составляет 2-4% от стоимости оборудования, что на порядок ниже, чем у кожухотрубного теплообменника.

5. Даже теплоноситель с заниженной температурой в системах теплоснабжения позволяет нагревать воду в пластинчатом теплообменнике до требуемой температуры.

6. Индивидуальный расчет каждого пластинчатого теплообменника по оригинальной программе завода-изготовителя позволяет подобрать его конфигурацию в соответствии с гидравлическим и температурным режимами по обоим контурам.

7. Гибкость: в случае необходимости площадь поверхности теплообмена в пластинчатом теплообменнике может быть легко уменьшена или увеличена простым добавлением или извлечением пластин.

8. Двухступенчатая система горячего водоснабжения, реализованная в одном пластинчатом теплообменнике, позволяет значительно сэкономить на монтаже и уменьшить требуемые площади под индивидуальный тепловой пункт.

9. Конденсация водяного пара в пластинчатом теплообменнике снимает вопрос о специальном охладителе, т.к. температура конденсата может быть 500С и ниже.

10. Меньше ограничений в работе: замерзание воды в пакете пластин не приводит к фактическому повреждению аппарата. После оттайки пластинчатый теплообменник готов к эксплуатации, а кожухотрубный теплообменник получает повреждение трубок.

11. Устойчивость к вибрациям: пластинчатые теплообменники высокоустойчивы к наведенной двухплоскостной вибрации, которая может вызвать повреждения кожухотрубного теплообменника.

Вывод: применение нового технологичного оборудования - пластинчатых теплообменников “Риден” - позволяет наряду с экономией первоначальных затрат (20-30%) переходить на другие режимы работы. Достигается более эффективное использование источников энергии, повышение их КПД. Окупаемость перевооружения объектов в теплоэнергетике колеблется от 2 до 5 лет, а в некоторых случаях составляет всего несколько месяцев.