Устройство пластинчатого теплообменника

Конструкция пластинчатого теплообменника: между станиной и неподвижной стальной плитой закреплены направляющая балка и несущая база формируя жёсткую рамную конструкцию.

Теплообменная поверхность образуется набором рифлёных пластин из нержавеющей стали собранных в блок зафиксированный в неподвижной раме аппарата. Пакет собирается из одинаковых пластин на несущей базе. Каждую пластину устанавливая разворачивают на 180° относительно предыдущей, при этом рифлением образуются каналы в форме зеркальной синусоиды для прохода теплоносителя.

В углах пластин расположены четыре отверстия, которые при сборке в блок формируют четыре коллектора для прохода греющей и нагреваемой среды. Два отверстия в пластине выполняют транзитную функцию, одно распределительного и одно сборного коллекторов.

Течи в щелях между пластинами и перетекания теплоносителя из греющего в нагреваемый контур исключают полимерным уплотнителем закреплённым на клипсах по периферии пластин.

Крайние пластины в пакете не участвуют в процессе передачи тепла. В одноходовых теплообменниках последня пластина выполняется "глухой" (без отверстий).

Блок пластин фиксируют подвижной прижимной плитой используя стяжные болты, один конец которых закреплён на подшипнике в неподвижной прижимной плите, а второй в подвижной.

Собранный пластинчатый теплообменник устанавливают на фундамент фиксируя шпильками через отверстия в опорных лапах рамы и станины.

Пластины

Ключевой элемент в устройстве пластинчатого теплообменника изготавливается методом холодной формовки на гидравлическом прессе из листового метала с последующей электрохимической полировкой.

Пластины штампуют на глубину от 2,5 до 4мм из легированных нержавеющих сталей и титановых сплавов в зависимости от температурного режима эксплуатации, давления а также химических свойств рабочих жидкостей. Наиболее распространённые исходные материалы пластин: AISI 304, AISI 316, SMO 254, Титан.

Толщина пластины варьируется в диапазоне от 0,4 до 1мм. Тонкие пластины имеют меньшую стоимость и более высокую теплопроводность, но рассчитаны на меньшее давление и менее долговечны. Стандартом пластин для теплообменников установленных в системах отопления и ГВС ЖКХ принята пластина изготовленная из нержавеющей легированной стали AISI 316 толщиной 0,5мм.

Рельеф пластин выполняет функцию равномерного распределения потока по поверхности, обеспечивает жёсткость конструкции пластины и формирует спиралевидный поток способствующий самоочистке каналов теплообменника.

Угол формовки рельефа пластин влияет на скорость слоя рабочей жидкости и турбулизацию потока, что влечёт за собой изменение теплотехнических характеристик теплообменного аппарата.

H тип - термодинамически длинный профиль – теплообменник с пластинами [H] конфигурации характеризуют высоким коэффициентом теплопередачи и повышенным падением напора. Высокая турбулентность потока способствует самоочистке теплообменника от накипи.

L тип – термодинамически короткий канал – пластины с L- узором обладают меньшим коэффициентом теплопередачи, значительно меньшими потерями давления при прохождении потока и быстрее загрязняются по сравнению с H- пластинами.

M тип – смешанный канал – получен наложением Н и L профилей унаследовав средние значения теплопередачи и потерь напора.

Полимерные уплотнители

Выполняют герметизирующую функцию в щелях между пластинами, а также препятствуют смешению греющей и нагреваемой сред.

Эластомеры изготовлены в виде цельной полимерной прокладки (EPDM, NBR или FKM). Уплотнитель крепится по контуру в специальный жёлоб пластины теплообменника на эпоксидный клей или с помощью конструктивно предусмотренных в прокладке клипс. Фиксация эластомеров на клипсах позволяет быстро произвести его замену во время технического обслуживания.

В системах отопления и горячего водоснабжения используют уплотнители на клипсах из EPDM.

Средний срок службы полимерных уплотнителей в пластинчатом теплообменнике составляет около 8 лет.