Принцип работы пластинчатого теплообменника

Теплообмен является необычайно важным процессом для функционирования большого количества оборудования в химической, нефтеперерабатывающей, энергетической, пищевой и металлургической промышленности. Теплообменные агрегаты осуществляют теплопередачу, по принципу трёх основных физических принципа теплообмена - теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Наибольшее значение для правильного функционирования теплообменников является теплоотдача, которая возможна при одновременном процессе конвекции и теплопроводности.

Подразделить все теплообменные устройства можно по принципу проводимости ими тепла на поверхностные пластинчатые теплообменники и смесительные агрегаты. Различаются они тем, что поверхностные устройства передают тепло посредством общих стенок с теплопроводным материалом, а в смесительных агрегатах рабочие среды перемешиваются, передавая, таким образом, температуру, иначе говоря, обменивая её. Поверхностные теплообменные устройства бывают двух типов – рекуперативными и регенеративными аппаратами.

Наличие в первых устройствах разделительных стенок позволяет осуществлять передачу тепла, сохраняя в каждой их точке одинаковое направление. А в регенеративных агрегатах происходит попеременное соприкосновение теплоносителей в одной поверхностью нагревания, и тепловой поток при этом всё время меняет направление в каждой точке одной стенки.

Наиболее интенсивный теплообмен возможен в рекуперативных теплообменниках непрерывного действия (или СТА). Они характеризуются простым монтажом, небольшими гидросопротивлениями, удобством очистки устройства и компактными формами. Их востребованность обуславливается и экономическими преимуществами. Устройства укомплектованы отдельными пластинами, которые разделяют резиновые прокладки, двумя концевыми камерами, рамой и стяжными болтами. Трубная арматура для перехода в другой канал, сами пластины выполнены из тонколистовой стали, устойчивой к коррозии.

Для того чтобы теплообмен был максимально эффективным, необходима большая площадь поверхности, на которой осуществляется теплообмен, для этого проточная часть устройства выполняется ребристой (или гофрированной), рёбра и гофры устраивают горизонтально или «ёлочкой». Температура в теплообменниках ограничена в диапазоне от 110 до 180 °С.

Особенностью одноходовых пластинчатых теплообменников является противоток обеих сред, а для подсоединения всех входных и выходных патрубков используют фланцы, посредством которых они присоединяются к неподвижной пластине агрегата. Благодаря такой конструкции, упрощено обслуживание теплообменника в процессе эксплуатации. В случае маленькой разницы в температурах между средами рекомендуется применять многоходовые разборные пластинчатые теплообменники, тогда и присоединяющие трубопроводы необходимо подводить к неподвижной и прижимной плите одновременно. Это обеспечивает большую эффективность работы агрегата, а сам принцип его конструкции даёт возможность с помощью вариативности количества пластин менять мощность в любую сторону.