Спиральный теплообменник

Спиральные теплообменники от ОПЭКС ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Назначение: решение задачи теплообмена между средами с высокой степенью вязкости и загрязнения, включая теплоносители, содержащие в объеме твердые волокна или частицы разного условного диаметра.

Преимущества спиральных теплообменников:

• Возможность применения с «проблемными» средами, такими как сильно загрязненные жидкости, агрессивные и очень вязкие среды, и т.д.
• Высокая эффективность работы во всем диапазоне нагрузок.
• Малые потери давления.
• Компактность, соответственно экономия полезного пространства.
• Легкая очистка отложений механическими или химическими способами промывки.
• Широкая гамма типов движения потоков и типов каналов.
• Снижение эксплуатационных затрат на остановки, так как очистка проводится намного реже и легче, чем с другими видами теплообменников.

Задача осуществить теплообмен между очень грязными или очень вязкими средами всегда была сложной. Особенность подобных процессов заключается в низких коэффициентах теплоотдачи, что в свою очередь приводит к низким коэффициентам теплопередачи и требует огромных теплообменных поверхностей. Большинство из вышеуказанных проблем было решено с появлением спиральных теплообменников. Изобретатель решил закрутить лист стали в спираль и направить потоки по обоим сторонам стенки листа стали. Идея оказалась очень удобной, так как позволяет изменять расстояние между листами стали в зависимости от степени вязкости или загрязненности теплоносителей, участвующих в теплообмене в спиральном теплообменнике. Подобная идея позволила проводить чистку спиральных теплообменников простым способом, открывая крышки с обоих сторон теплообменной поверхности и промывая на просвет всю теплообменную поверхность.

Концепция спирального теплообменника

Построена на закручивании 2-х или 4-х полос метала вокруг центральной трубы, полосы свариваются между собой при помощи разделительных шпилек на определенной дистанции, создавая 2 или 4 канала равномерной ширины. Центральная труба разделена на 2 части, образуя входной и выходной коллектор. Вся конструкция помещается в цилиндрический корпус. Наружные концы листов привариваются вдоль коллекторов, образуя оставшиеся два входной и выходной патрубки с боковой стороны корпуса.

Среды движутся в каналах по концентрическим окружностям, а разделительные шпильки создают существенную турбулентность при низких скоростях и соответственно низких числах Рейнольдса (Re), эта особенность конструкции позволяет добиться высокой теплопередачи даже для вязких и очень загрязненных сред. Высокая турбулентность в каналах снижает отложение загрязнений. Перечисленные факторы позволяют изготавливать компактные теплообменники, снижая металлоемкость их стоимость.

Режимы теплообмена

Потоки могут двигаться в разных направлениях, выполняя то или иное требование режима теплообмена:

• Тип А. Противоток или поток одного направления. Применяется со средами жидкость/жидкость или пар/жидкость
• Тип Б. Перекрестный ток. Применяется в аппаратах, где необходимо выпарить или сконденсировать какую-либо среду
• Тип В. Смешанный ток (тип А и тип Б). Применяется в конденсаторах с возможностью переохлаждения среды.

Геометрия каналов может меняться в широких пределах, это может быть, например, узкий и длинный канал, плавно скрученный в спираль. Тепловая длина канала может быть рассчитана для условий разницы температур между средами менее 2 °С! Данная конструкция позволяет осуществлять эффективный теплообмен между «сложными» средами, блокирующими любые другие теплообменники, так как поток может проходить довольно большую дистанцию в канале, не выполняя крутых поворотов, не создавая застойных зон.

Прочная цельносварная конструкция, отсутствие сварных швов в труднодоступных местах теплообменника, возможность легко очистить теплообменные поверхности, низкое гидравлическое сопротивление делает спиральные теплообменники незаменимым решением для множества технологических процессов.