Что такое пластинчатый теплообменник

Принято считать, что самый первый теплообменный аппарат пластинчатого типа был создан в 1923 году инженером Ричардом Селигманом (Richard Seligman), основателем корпорации Aluminium Plant & Vessel Company Ltd. С того времени пластинчатые теплообменники получили широкое распространение во многих отраслях – в металлургии, машиностроении, химической, пищевой индустрии, фармацевтике, складском, коммунальном хозяйстве, энергетике, и других. Пластинчатым теплообменником (в широком понимании) называется теплотехническое устройство рекуперативного типа, где теплообменный процесс между двумя разделенными, не перемешивающимися подвижными средами (жидкостями или газами), которые имеют между собой температурный градиент, происходит через пластинчатые поверхности (металлические, композитные, графитовые и др.). В более узком понимании, пластинчатый (разборный) теплообменник - это теплотехнический аппарат, в котором, как правило, металлические теплообменные пластины связаны в пакет, уплотненный и герметизированный с помощью полимерных (пластиковых, резиновых и др.) прокладок.

Устройство и принцип работы пластинчатых теплообменников

Основой конструкции разборного пластинчатого теплообменника являются профилированные теплообменные пластины, которые обычно изготовляются холодной штамповкой из тонкостенного (0,4 – 1 мм) коррозионностойкого листового металла – нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов, титана и других. Штампованные пластины в пакете пластинчатого теплообменника или одинаковые, но взаимно повернутые на 180 градусов, или различаются на «правые» и «левые». Таким образом, после сборки в пакет и уплотнении прокладками, проштампованные профили на них превращаются в сеть герметичных щелевых (проходных) каналов, которые образуют два раздельных контура, где циркулируют теплоносители – нагревающий (охлаждающий) и нагреваемый (охлаждаемый). Эти теплоносители, как правило, пропускаются по своим контурам в противоположных направлениях (на противотоке), что способствует увеличению температурного напора. В то же время разнообразные варианты профилирования (рифления) поверхности проходных каналов призваны вызывать турбулентность потоков теплоносителей, что еще больше интенсифицирует теплообмен.

Кроме теплообменных пластин и уплотняющих прокладок, в типовую конструкцию разборного пластинчатого теплообменника обычно входят:

неподвижная плита с подводящими и отводящими патрубками, которая служит опорным «скелетом» для набора пакета пластин;
верхняя и нижняя направляющие консоли, на которые поочередно «нанизываются» «левые», «правые» пластины и уплотняющие прокладки;
подвижная плита, которая замыкает всю наборную конструкцию;
резьбовые шпильки, которыми разборная конструкция скрепляется воедино и стягивается, до получения полной герметичности в полимерных уплотнениях;
в двух- и трехпроходных пластинчатых теплообменниках, где теплоносители выполняют один или полтора круга циркуляции, на торцах пакета применяются специальные пластины, изменяющие направления потока.

Преимущества и ограничения пластинчатых теплообменников

Привлекательность пластинчатых теплообменников в том, что в сравнении с кожухотрубными, они характеризуются более высокими коэффициентами теплопередачи, и при той же площади теплообмена, способны передать большую тепловую мощность. Таким образом, при одинаковой тепловой мощности, пластинчатые теплообменники характеризуются гораздо меньшими размерами и весом (металлоемкостью), чем кожухотрубные. Эффективность пластинчатых теплообменников, среди всех существующих их разновидностей, на текущий момент считается самой высокой.

Другими важными преимуществами разборных пластинчатых теплообменников являются:

способность к модернизации, с целью изменения площади теплообмена (тепловой мощности), которая производится простым прибавлением или уменьшением количества теплообменных пластин в пакете;
легкодоступность и простота в обслуживании (очистке), реализуемая путем разборки, которая недостижима для неразборных конструкций (сварных или паянных).

В связи с применением в конструкции разборных пластинчатых теплообменников полимерных уплотняющих прокладок, они имеют определенные ограничения по условиям применения. Как правило, такие ограничения находятся в пределах:

по температуре используемых теплоносителей – до 180 °C;
по рабочему давлению – до 2,5 МПа (25 бар).

Теплообменники пластинчатые производства TRANTER

Шведская компания TRANTER является одним из лидеров и законодателей мод на рынке разборных пластинчатых теплообменников. Оборудование компании широко представлено на всех континентах. Заводы компании работают в США, Швеции, Индии, Китае. Кроме изготовления готовых аппаратов, она поставляет на рынок свои высокотехнологичные и качественные теплообменные пластины, которые часто применяются в теплообменных устройствах других производителей. На примере модельного ряда изделий TRANTER можно проследить основные направления и тенденции развития в отрасли:

теплообменники с симметричными пластинами V-образного (шевронного) профиля серии GC и GL применяются для широкого спектра типовых рабочих условий. Пластины с острыми углами V-образного профиля снижают скорость прохождения потока, а с тупыми углами – уменьшают перепад давления на входе и выходе с теплообменника.
аппараты с пластинами GX (Ultraflex), которые имеют несимметричный профиль типа «елочка». Такой несимметричный рисунок профиля позволяет, путем комбинирования взаимной ориентацией пластин, получить шесть различающихся вариантов конфигурации теплообменных контуров, и таким образом гибко подбирать характеристики теплообменного оборудования под конкретные условия и задачи.
усиленные двойные пластины GD – применяются для обеспечения исключительно высокой надежности и безопасности работы теплообменного оборудования, гарантирования не смешиваемости рабочих сред на любых режимах эксплуатации. Потребность в гарантировании таких условий нередко возникает в фармацевтике, производстве пищевых продуктов, системах охлаждения электротехнической аппаратуры и др.
теплообменники на GF пластинах с профилями (проходными каналами) увеличенного сечения (глубины и ширины). Такие аппараты применяются для работы с теплоносителями повышенной вязкости, или загрязненными твердыми (волокнистыми) частицами.
пластины GW полусварные (попарно сваренные) – как правило, применяются в теплообменных аппаратах, где применяются опасные вещества, такие как аммиак или фреоны, и где необходимо достичь повышенной герметичности контуров.

Преимущества пластинчатых теплообменников THERMAKS

OPEKS Energysystems (ОПЭКС Энергосистемы) производит и поставляет широкий спектр пластинчатых разборных теплообменных аппаратов под торговой маркой THERMAKS. Пластинчатые разборные теплообменники THERMAKS характеризуются:

многочисленным модельным рядом, включающим более 30 наименований, который позволяет подобрать теплообменные аппараты для широкого разнообразия рабочих условий, тепловой мощностью от 1 кВт до 30 МВт;
применением только качественных теплообменных пластин – симметричных, ассиметричных, с широким каналом, усиленных двойных и попарно сваренных – оригинального качества производства TRANTER (серии GX, GC, GL, GD, GW, GF), и таких же надежных герметизирующих прокладок, на толщине и качестве которых в компании OPEKS не принято экономить;
исключением возможности контакта агрессивных теплоносителей с коррозионно-нестойкими материалами в любом месте конструкции теплообменника;
применением конструкционных решений (таких как специальный роликовый кронштейн), которые облегчают разборку, сборку и обслуживание теплообменных аппаратов, даже при работе с очень тяжелыми конструкционными элементами – плитами и пластинами.
Эстетичный внешний вид, подчеркивающий высокое качество изготовления.
Материал пластин нерж. сталь AISI316 (1.4401), 304 (1.4301), Титан, Hasteloy, SMO254
Теплообменники THERMAKS обеспечат эффективное выполнение любых технологических задач благодаря широкой гамме рельефов пластин, включая пластины с мелкими гофрами для чистых сред и ширококанальные рельефы для загрязненных сред.
Материал уплотнений для различных сред и температурных режимов - искусственный каучук EPDM-P, NBR-P, Viton, Fluor, другие
Уплотнения 2-х видов: под клеевую или клипсовую фиксацию
Уплотнения отличаются мощным внешним видом и имеют наибольшее сечение среди производителей теплообменников, что обеспечивает продолжительный срок службы до замены (до 10 лет), также уплотнения не повреждаются при многократных разборках теплообменников
Благодаря классу прочности оцинкованных стяжных болтов 8.8, резьба не деформируется в процессе эксплуатации
Верхняя направляющая, на которой подвешен пакет пластин, выполнена из нержавеющей стали, обеспечивая надежную защиту от коррозии важного элемента конструкции.
Верхняя и нижняя несущие балки оцинкованы.
Подключающие патрубки могут быть выполнены из нержавеющей стали, титана, других сплавов, исключая контакт теплоносителя с материалом плиты
В конструкции крепления подвижной плиты установлен роликовый кронштейн для облегчения отката тяжелой подвижной плиты по верхней несущей балке
Рама может быть выполнена в 3-х стандартах давления Ру10, Ру16, Ру25 бар.
Максимальная рабочая температура до 180 С.
Качественная упаковка для транспортировки, хранения и перемещения на место монтажа каждого отдельного агрегата.
Гарантия не менее 2-х лет