Конструкція пластинчатого теплообмінника

Конструкція пластинчастого теплообмінника: між станиною та нерухомою сталевою плитою закріплені направляюча балка та несуча база, що формують жорстку рамну конструкцію.

Теплообмінна поверхня складається з набору гофрованих пластин з нержавіючої сталі, зібраних у блок, який закріплено у нерухомій рамі апарату. Пакет складається з однакових пластин на несучій базі. Кожну пластину встановлюють, розгортаючи на 180° відносно попередньої, що утворює канали у вигляді дзеркальної синусоїди для проходу теплоносія.

У кутах пластин розташовані чотири отвори, які при збиранні у блок утворюють чотири колектори для проходу теплоносія що гріє та того який нагрівають. Два отвори у пластині виконують транзитну функцію, один розподільчого та один збірного колекторів.

Полімерний ущільнювач, закріплено на зажимах по периферії пластин, він запобігає протіканню в щілинах між пластинами та перетіканню теплоносія з гріючого до нагрівального контуру.

Крайові пластини у пакеті не беруть участі в процесі передачі тепла. У однохідних теплообмінниках остання пластина виконується "глухою" (без отворів).

Блок пластин фіксують рухомою прижимною плитою за допомогою стяжних болтів, один кінець яких закріплено на підшипнику в нерухомій прижимній плиті, а інший - у рухомій.

Зібраний пластинчастий теплообмінник встановлюють на фундамент, закріплюючи шпильками через отвори в опорних лапах рами та станини.

Пластини

Ключовий елемент в конструкції пластинчастого теплообмінника виготовляється методом холодного формування на гідравлічному пресі з листового металу з подальшою електрохімічною поліровкою.

Пластини штампують на глибину від 2,5 до 4 мм з легованих нержавіючих сталей та титанових сплавів залежно від температурного режиму експлуатації, тиску а також хімічних властивостей робочих рідин. Найбільш поширені вихідні матеріали пластин: AISI 304, AISI 316, SMO 254, Титан.

Товщина пластин варіюється в діапазоні від 0,4 до 1 мм. Тонкі пластини мають меншу вартість і більш високу теплопровідність, але розраховані на менший тиск та меншу тривалість експлуатації. Стандартом пластин для теплообмінників, встановлених в системах опалення та гарячого водопостачання, прийнята пластина, виготовлена з нержавіючої легованої сталі AISI 316 товщиною 0,5 мм.

Рельєф пластин виконує функцію рівномірного розподілу потоку по поверхні, забезпечує жорсткість конструкції пластини та формує спіралевидний потік, що сприяє самоочищенню каналів теплообмінника.

Кут формування рельєфу пластин впливає на швидкість шару робочої рідини та турбулізацію потоку, що веде до зміни теплотехнічних характеристик теплообмінного апарату.

H тип - термодинамічно довгий профіль - теплообмінник з пластинами [H] конфігурації характеризується високим коефіцієнтом теплопередачі та підвищеним падінням напору. Висока турбулентність потоку сприяє самоочищенню теплообмінника від накипу.

L тип – термодинамічно короткий канал – пластини з L- узором мають менший коефіцієнт теплопередачі, значно менші втрати тиску при проходженні потоку та швидше забруднюються порівняно з H- пластинами.

M тип – змішаний канал – отриманий наложенням Н та L профілів успадковуючи середні значення теплопередачі та втрат тиску.

Полімерні ущільнювачі

Виконують герметизуючу функцію в щілинах між пластинами, а також запобігають змішуванню води що гріє, та тієї що нагрівають.

Еластоміри виготовляються у вигляді цілісної полімерної прокладки (EPDM, NBR або FKM). Ущільнювач кріпиться по контуру в спеціальний жолоб пластини теплообмінника на епоксидний клей або за допомогою конструктивно передбачених в прокладці кліпс. Фіксація еластомірів на кліпсах дозволяє швидко провести його заміну під час технічного обслуговування.

У системах опалення та гарячого водопостачання використовують ущільнювачі на кліпсах з EPDM.

Середній термін служби полімерних ущільнювачів у пластинчастому теплообміннику становить близько 8 років.