9. Пластинчатые теплообменники

Пластинчатые теплообменники имеют широкое применение в теплоэнергетике, что обусловлено следующими качествами данного вида теплообменников:

• высокая эффективность теплообмена и вследствие этого высокий КПД;

• надежность и устойчивость к внешним и внутренним воздействиям;

• простота монтаж и эксплуатации, низкие трудозатраты при ремонте оборудования;

• лёгкость очистки благодаря разборной конструкции;

• небольшие массогабаритные показатели;

• низкие потери давления, малая величина недогрева;

• возможность изменения характеристик уже эксплуатируемого теплообменника.

В системах теплоснабжения пластинчатые теплообменники применяются в установках для нагрева воды для отопления и горячего водоснабжения. Они имеют следующие преимущества:

• повышенная надёжность системы теплоснабжения;

• эффективный теплосъём в пластинчатом теплообменнике, что обеспечивает необходимую температуру воды в обратной магистрали независимо от условий использования;

• упрощение задачи регулирования отпуска теплоты.

Существует весьма большое количество различных пластинчатых теплообменников. Разборные пластинчатые теплообменники состоят из набора теплообменных пластин (рис. 1.23), которые поставляются с прокладками, уплотняющими различные каналы от воздействия атмосферного давления и отделяющие холодные и горячие потоки. Пластины в теплообменниках данного типа свариваются только с одной стороны, с другой же стороне обычно устанавливаются прокладки.

Система уплотнительных прокладок пластинчатого теплообменника построена так, что после сборки и сжатия пластин в аппарате образуются две системы герметичных каналов, изолированных одна от другой металлической стенкой и прокладками: одна для горячей рабочей среды, другая – для холодной. Обе системы межпластинных каналов соединяются со своими коллек­торами и далее со штуцерами для входа и выхода рабочих сред, расположенными на плитах.

Рис. 1.23. Принципиальная схема сборки пластинчатого аппарата: 1, 2, 11, 12 – штуцера; 3 – неподвижная плита; 4 –  верхнее угловое отверстие; 5 – кольцевая резиновая   прокладка; 6 – граничная пластина;  7 – штанга; 8 – нажимная плита; 9 – задняя стойка; 10 – винт; 13 – большая резиновая прокладка; 14 – нижнее угловое отверстие; 15 – теплообменная пластина

Холодная рабочая среда входит в аппарат через штуцер 1, расположенный на неподвижной плите, и через верхнее угловое отверстие 4 попадает в продольный коллектор, образованный угловыми отверстиями пластин после их сборки. По коллектору холодная среда доходит до пластины 6, имеющей глухой угол (без отверстия), и распределяется по нечётным межпластинным каналам, которые сообщаются (через один) с угловым коллектором благодаря соответствующему расположению больших и малых резиновых прокладок 5 и 13. При движении вверх по межпластинному каналу среда обтекает гофрированную поверхность пластин, обогреваемых с обратной стороны горячей средой. Затем подогретая среда проходит в продольный коллектор, образованный нижни­ми угловыми отверстиями 14, и выходит из аппарата через штуцер 11. Горячая рабочая среда движется в аппарате навстречу холодной. Она поступает в штуцер 12, проходит через нижний коллектор, распределяется по чётным каналам и движется по ним вверх. Через верхний коллектор и штуцер 2 охлаждённая горячая среда выходит из теплообменника. Сами теплообменные аппараты по конструктивному оформлению весьма разнообразны.

На рис. 1.24 в качестве примера приведена конструкция в сборе односекционного теплообменника на двухопорной раме без дополнительных стяжек.

Рис. 1.24. Пластинчатый односекционный теплообменник: 1 – пластины; 2, 3, – горизонтальные штанги; 4, 5 – плиты; 6, 7 – патрубки