Konstruktion des Plattenwärmeübertragers

Konstruktion eines Plattenwärmetauschers: Zwischen dem Rahmen und der festen Stahlplatte sind eine Führungsschiene und eine Trägerbasis befestigt, die eine steife Rahmenkonstruktion bilden.

Die Wärmeübertragungsfläche besteht aus einem Satz von gewellten Edelstahlplatten, die zu einem Block zusammengebaut sind, der im festen Rahmen des Geräts befestigt ist. Das Paket besteht aus identischen Platten auf der Trägerbasis. Jede Platte wird um 180° zur vorherigen gedreht montiert, was spiegelbildliche sinusförmige Kanäle für den Durchfluss des Wärmeträgers bildet.

In den Ecken der Platten befinden sich vier Löcher, die beim Zusammenbau des Blocks vier Kollektoren für den Durchfluss des Heizmediums und des zu erhitzenden Mediums bilden. Zwei der Löcher in der Platte haben eine Transitfunktion, eines dient als Verteiler- und das andere als Sammelkollektor.

Die Polymerdichtung ist an den Klammern entlang des Plattenumfangs befestigt und verhindert das Austreten von Flüssigkeiten in den Spalten zwischen den Platten sowie das Mischen der Medien zwischen dem Heizkreislauf und dem beheizten Kreislauf.

Die Randplatten im Paket nehmen nicht am Wärmeübertragungsprozess teil. In Einweg-Wärmetauschern ist die letzte Platte blind (ohne Löcher).

Der Plattenblock wird mit einer beweglichen Druckplatte mit Spannbolzen fixiert, deren eines Ende am Lager der festen Druckplatte und das andere an der beweglichen Platte befestigt ist.

Der montierte Plattenwärmetauscher wird auf ein Fundament gesetzt und durch Schrauben gesichert, die durch die Löcher in den Stützfüßen des Rahmens und des Gestells verlaufen.

Platten

Das Schlüsselelement in der Konstruktion eines Plattenwärmetauschers wird durch Kaltumformung auf einer Hydraulikpresse aus Blech gefertigt, gefolgt von einer elektrochemischen Politur.

Die Platten werden mit einer Tiefe von 2,5 bis 4 mm aus legierten rostfreien Stählen und Titanlegierungen, je nach Betriebstemperatur, Druck und chemischen Eigenschaften der Arbeitsflüssigkeiten, geprägt. Die gebräuchlichsten Materialien der Platten sind: AISI 304, AISI 316, SMO 254, Titan.

Die Dicke der Platten variiert zwischen 0,4 und 1 mm. Dünne Platten sind kostengünstiger und haben eine höhere Wärmeleitfähigkeit, sind jedoch für niedrigeren Druck und eine kürzere Lebensdauer ausgelegt. Der Standard für Platten in Wärmetauschern, die in Heizungs- und Warmwassersystemen installiert sind, ist die aus legiertem Edelstahl gefertigte Platte AISI 316 mit einer Dicke von 0,5 mm.

Das Relief der Platten erfüllt die Funktion einer gleichmäßigen Verteilung des Durchflusses über die Oberfläche, gewährleistet die strukturelle Steifigkeit der Platte und bildet einen spiralförmigen Durchfluss, der die Selbstreinigung der Kanäle des Wärmetauschers fördert.

Der Winkel der Reliefbildung der Platten beeinflusst die Geschwindigkeit der Strömungsschicht der Arbeitsflüssigkeit und die Turbulenz des Durchflusses, was zu Veränderungen der thermischen Eigenschaften des Wärmetauschgeräts führt.

H Typ – thermodynamisch langer Kanal – Der Wärmetauscher mit [H]-förmigen Plattenkonfigurationen zeichnet sich durch einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten und einen erhöhten Druckverlust aus. Die hohe Turbulenz des Durchflusses fördert die Selbstreinigung des Wärmetauschers von Ablagerungen.

L Typ – thermodynamisch kurzer Kanal – Platten mit L-Muster haben einen niedrigeren Wärmeübergangskoeffizienten, erheblich geringere Druckverluste beim Durchfluss und verschmutzen schneller im Vergleich zu H-Platten.

M Typ – Mischkanal – wird durch die Überlagerung der Profile H und L erhalten und erbt mittlere Werte des Wärmeübergangs und des Druckverlusts.

Polymere Dichtungen

Sie erfüllen die Dichtungsfunktion in den Zwischenräumen zwischen den Platten und verhindern das Vermischen des Heizwassers mit dem beheizten Wasser.

Die Elastomere werden in Form einer durchgehenden Polymerdichtung hergestellt (EPDM, NBR oder FKM). Die Dichtung wird entlang des Umfangs in einem speziellen Kanal der Wärmetauscherplatte mit Epoxidkleber oder durch Clips, die in der Dichtungskonstruktion vorgesehen sind, befestigt. Die Befestigung der Elastomere an den Clips ermöglicht einen schnellen Austausch während der Wartung.

In Heizungs- und Warmwassersystemen werden Dichtungen mit EPDM-Clips verwendet.

Die durchschnittliche Lebensdauer der Polymerdichtungen in einem Plattenwärmetauscher beträgt etwa 8 Jahre.