Спіральний теплообмінник

Спіральні теплообмінники від ОПЕКС ЕНЕРГОСИСТЕМИ

Призначення: розв'язання задачі теплообміну між середовищами з високим ступенем в'язкості та забруднення, включаючи теплоносії, що містять тверді волокна або частинки різного умовного діаметра.

Переваги спіральних теплообмінників:

• Можливість застосування з «проблемними» середовищами, такими як сильно забруднені рідини, агресивні та дуже в'язкі середовища, тощо.
• Висока ефективність роботи у всьому діапазоні навантажень.
• Невеликі втрати тиску.
• Компактність, відповідно, економія корисного простору.
• Легке очищення відкладень механічними або хімічними способами промивання.
• Широка гама типів руху потоків та типів каналів.
• Зниження експлуатаційних витрат на зупинки, оскільки очищення проводиться набагато рідше та легше, ніж з іншими видами теплообмінників.

Завдання здійснити теплообмін між дуже брудними або дуже в'язкими середовищами завжди було складним. Особливість подібних процесів полягає у низьких коефіцієнтах тепловіддачі, що у свою чергу призводить до низьких коефіцієнтів теплопередачі та потребує величезних теплообмінних поверхонь. Більшість із вищезгаданих проблем було вирішено з появою спіральних теплообмінників. Винахідник вирішив закрутити лист сталі у спіраль і направити потоки по обидва боки стінки листа сталі. Ідея виявилася дуже зручною, оскільки дозволяє змінювати відстань між листами сталі залежно від ступеня в'язкості або забрудненості теплоносіїв, що беруть участь у теплообміні у спіральному теплообміннику. Подібна ідея дозволила проводити чищення спіральних теплообмінників простим способом, відкриваючи кришки з обох боків теплообмінної поверхні та промиваючи на просвіт всю теплообмінну поверхню.

Концепція спірального теплообмінника

Побудована на закручуванні 2-х або 4-х смуг металу навколо центральної труби, смуги зварюються між собою за допомогою шпильок розділення на певній дистанції, створюючи 2 або 4 канали рівномірної ширини. Центральна труба розділена на 2 частини, утворюючи вхідний та вихідний колектор. Вся конструкція умістилася в циліндричний корпус. Зовнішні кінці листів приварюються вздовж колекторів, утворюючи два вхідний і вихідний патрубки збоку корпусу.

Середовища рухаються в каналах по концентричних колах, а розділові шпильки створюють суттєву турбулентність при низьких швидкостях і відповідно низьких числах Рейнольдса (Re), ця особливість конструкції дозволяє досягти високої теплопередачі навіть для в'язких і дуже забруднених середовищ. Висока турбулентність у каналах знижує відкладення забруднень. Перелічені чинники дозволяють виготовляти компактні теплообмінники, знижуючи їх вартість.

Режими теплообміну

Потоки можуть рухатися у різних напрямках, виконуючи ту чи іншу вимогу режиму теплообміну:

• Тип А. Протиток або потік одного напрямку. Застосовується з середовищами рідина/рідина або пара/рідина
• Тип Б. Перехресний струм. Застосовується в апаратах, де необхідно випарувати або сконденсувати якесь середовище
• Тип В. Змішаний струм (тип А та тип Б). Застосовується у конденсаторах з можливістю переохолодження середовища.

Геометрія каналів може змінюватися в широких межах, це може бути, наприклад, вузький та довгий канал, плавно скручений у спіраль. Теплова довжина каналу може бути розрахована для умов різниці температур між середовищами менше ніж 2 °С! Дана конструкція дозволяє здійснювати ефективний теплообмін між «складними» середовищами, які блокують будь-які інші теплообмінники, оскільки потік може проходити досить велику дистанцію в каналі, не виконуючи крутих поворотів, не створюючи застійних зон.

Міцна цільнозварювальна конструкція, відсутність зварних швів у важкодоступних місцях теплообмінника, можливість легко очистити теплообмінні поверхні, низький гідравлічний опір робить спіральні теплообмінники незамінним рішенням для багатьох технологічних процесів.