Теплообменники - виды, конструктивные особенности и сравнение.

Теплообменное оборудование – одно из немногих, которое непосредственно влияет на комфорт в нашей жизни. Оно используется как в отоплении и горячем водоснабжении (ГВС) зданий и сооружений, так и в пищевом, химическом и нефтехимическом производстве.

В настоящее время выпускается большое многообразие теплообменного оборудования различных конструкций, в котором теплообмен происходит через стенку. Производство различных аппаратов налажено в различных странах, в том числе и у нас в Беларуси.

Из всего этого многообразия конструкций можно выделить два основных вида, доминирующих на рынке: кожухотрубчатые и пластинчатые теплообменники. В свою очередь кожухотрубчатые (кожухотрубные или скоростные) делят в зависимости от рабочих сред на пароводяные и водоводянные.

Каждый вид обладает как положительными, так и отрицательными свойствами и сочетание этих свойств определяет эксплуатационные и качественные характеристики. И перед покупателем стоит всегда выбор, к какому виду склониться?

В пластинчатых теплообменниках при производстве пластин применяют тонколистовой металл за счет этого, а также небольшого проходного сечения достигаются высокие показатели теплообмена. Но на практике пластинчатые теплообменники не всегда работают надежно и эффективно. Добиться высоких величин теплоотдачи удается за счет разрушения ламинарного подслоя на поверхности теплообмена при ранней турбулентности в межпластинчатом канале сложной формы, где образуются «микровихри» в зоне обратной циркуляции, даже при относительно небольших значениях числа Рейнольдса. В конечном итоге при работе коэффициент теплопередачи падает в 2-3 раза, вследствие отложений на поверхности теплообмена из-за малого проходного сечения между пластинами и обратной циркуляцией.

Вывод: пластинчатые теплообменники эффективны, но в основном предназначены для работы в чистых средах.

На практике, из-за наличия напряжений в металле при эксплуатации происходит растрескивание пластин. В течение срока службы от первоначальной конструкции остается только стальная рама, а все остальные детали: пластины, уплотнители, меняются неоднократно. Производители пластинчатых теплообменников используют классический маркетинговый способ: сначала продают теплообменный аппарат, а потом периодически продают запасные части к нему, и тем самым получают дополнительную доход, а покупатели получают оборудование с бесконечным сроком амортизации — новые запасные части и регулярный ремонт постоянно увеличивают их стоимость и не позволяют провести полную амортизацию оборудования. Это, безусловно, кого-то устраивает, но точно не эксплуатирующие службы.

Спиральные теплообменники состоят из стального корпуса, трубного пучка и патрубков. Трубный пучок представляет собой набор стальных трубок диаметром 8 мм с толщиной стенки 0,6 мм. Высокие показатели теплообмена достигаются за счет завитого спиралью трубного пучка, а также противотока греющей и нагреваемой сред. При производстве применяется нержавеющая сталь (нержавейка), за счет этого они обладают повышенной устойчивостью при работе с агрессивными средами.

При их эксплуатации чистка осуществляется химическим способом, что уменьшает трудозатраты и позволяет быстрее провести техническое обслуживание аппарата. Спиралетрубчатые теплообменники JAD (БУГ) отличаются:

  • высокой эффективностью: более высокий коэффициент теплоотдачи по сравнению со стандартными пластинчатыми и трубчатыми теплообменниками
  • вертикальное расположение теплообменника: экономия пространства
  • гибкость при проектировании: широкий диапазон размеров и типов теплообменников позволяет выбрать необходимый теплообменник с нужными давлением, температурой и потоками сред.
  • низкие эксплуатационные расходы: большей устойчивостью к загрязнению за счет эффекта самоочищения вследствие V-образной конструкции расположения патрубков и профилированных трубок.
  • простой подбор: расчет и подбор теплообменника производится на программном обеспечении от производителя.

Сравнение спиралетрубчатого теплообменника и пластинчатого теплообменника Буг.

Пример технико-экономического сравнения теплообменников для нагрева воды ГВС мощность 260 кВт.

Пластинчатый теплообменник Спиралетрубчатый теплообменник
Количество т/о, шт 1 1
Площадь теплообмена, м2 6,65 10,7
Коэффициент теплоотдачи, Вт/м2°С 3670 2032
Площадь под монтаж, м2 0,23 0,11
Вес общий, кг 192 51
Стоимость т/о, млн. руб 11,393 11,765
Эксплуатационные затраты на ТО %/год 20 5
Эксплуатационные затраты на ТО млн. руб/год 2,2 0,6
Срок эксплуатации, лет 15 15
Итоговая стоимость эксплуатации т/о в течении 10 лет, млн. руб, включая стоимость т/о 34,179 17,648

Описание: При сравнении теплообменников не учитывалась стоимость монтажных работ, которая в основном примерно одинакова для обоих видов аппаратов и составляет 3-9 % от стоимости оборудования, хотя более тяжелый пластинчатый и потребует применения специальной техники. Также необходимо отметить, что промывка спиралетрубчатого теплообменника происходит менее чем за одну рабочую смену, тогда как пластинчатого от одной до трех рабочих смен.











return_links(3);?>