Теплообменники: виды, устройство и принцип работы. Теплообменники для котлов

Теплообменники, виды устройство и принцип работы которых будут описаны в статье, представляют собой специальные приборы для передачи тепловой энергии от нагреваемого теплоносителя к холодному. Последним может выступать газообразная или жидкая субстанция.

Область использования

Процесс теплообмена важен во многих отраслях промышленности, а именно в химической, пищевой, металлургической и энергетической областях. Теплообменное оборудование способствует передаче энергии между носителями посредством разделительной стенки между ними. Процесс можно назвать очень сложным, он разделяется по общепринятым канонам на теплопроводность, тепловое излучение и конвекцию. На практике данные процессы одновременно протекают в заданных пропорциях. Для теплообмена наибольшую важность играет конвективный процесс, который представляет собой совместное действие теплопроводности и конвекции.

Виды теплообменников

Теплообменники, виды устройство и принцип работы которых должны быть известны потребителю перед приобретением прибора, могут относиться к разным типам в зависимости от конструкции. Если классифицировать агрегаты по способу передачи тепла, то их можно разделить на смесительные и поверхностные, а также рекуперативные и регенеративные. Первая разновидность предусматривает передачу тепла посредством смешивания между собой двух рабочих сред. Такие устройства имеют более простую конструкцию, если проводить сравнение с поверхностными теплообменниками. В них тепловая энергия используется более полно. Однако можно выделить и недостаток, который выражается в возможности использования прибора только при смешивании теплоносителей.

Теплообменники, виды устройство и принцип работы которых описываются в статье, могут быть поверхностными, в них рабочий теплоноситель обменивается энергией сквозь стенки разделителя. Такие агрегаты могут быть регенеративными и рекуперативными.

Видео: Газовый котел протерм ягуар киров

Разновидности поверхностных теплообменников

Рассматривая характеристики теплообменников рекуперативного типа, вы сможете заметить, что их работа основана на передаче тепла посредством разделительной стенки. При этом вода устремляется в одном направлении в каждой из точек стенки. Вторая разновидность поверхностного теплообменника – регенеративный агрегат, он имеет отличительную особенность, которая выражена в том, что вода, касаясь определенной поверхности нагрева, время от времени изменяет направление потока.

Устройство и принцип работы кожухотрубных теплообменников

Самыми популярными в промышленности сегодня являются рекуперативные теплообменные устройства. Если разделить их по конструктивным особенностям, то можно выделить кожухотрубные агрегаты. Эти приборы представлены пучками труб, которые приварены к кожуху. Трубы, в свою очередь, зафиксированы к трубным решеткам, закрываются крышками на болтах или прокладках. Первый теплоноситель, преодолевая штуцер, расположенный на корпусе, течет по трубному пространству. Другой теплоноситель курсирует по трубам.

Такой кожухотрубчатый теплообменник имеет множество ходов, на крышке и корпусе его располагаются перегородки. Для повышения теплоотдачи трубы изготавливаются с оребрением методом навивки ленты или накатки. Кожухотрубчатый теплообменник может обладать довольно простой конструкцией, при этом устройство называется элементным и не имеет перегородок. Такие агрегаты могут допускать высокое давление, но конструкция их будет более тяжелой и громоздкой.

Принцип работы и устройство пластинчатого теплообменника для котельного оборудования

Пластинчатые теплообменники, виды, устройство и принцип работы которых описаны в данной статье, относятся к классу рекуперативных устройств. Эти аппараты имеют теплообменную поверхность, которая образована целым набором штампованных тонких стальных пластин с гофрированным основанием. Эти теплообменники для котлов имеют в составе элементы, собираемые в единый пакет, который формирует между собой каналы, по последним проходит теплоноситель, обменивающийся тепловой энергией.

Принцип работы таких устройств нельзя назвать самым простым, в нем пластины устанавливаются по отношению друг к другу с поворотом на 180 градусов. Это позволяет скомпоновать 4 элемента, из которых два будут относиться к коллекторному контуру отвода, тогда как другие – к подаче теплоносителя.

Два крайних элемента в процессе обмена тепловой энергией участвовать не будут. Подобные теплообменники для котлов могут обладать разным принципом действия в зависимости от компоновки, которая бывает многоходовой или одноходовой. В последнем случае теплоноситель разделяется на параллельно идущие потоки, он проходит по всем каналам и устремляется для вывода в порт. Многоходовая компоновка предполагает использование более сложной схемы, так как теплообменник в этом случае передвигается по одинаковому числу каналов. Это достигается несколько иным способом, который выражен в наличии дополнительных пластин. В них входят глухие порты. Помимо прочего, обслуживать данную разновидность пластинчатого теплообменника несколько сложнее.

Характеристики масляных теплообменников

Масляный теплообменник используется для того, чтобы исключить повышение температуры теплоносителя до критического предела в мощных двигателях. Если допустить перегрев моторного масла, то это может стать причиной серьезных проблем, которые могут быть выражены в изменении вязкости топлива, а также повышении интенсивности его выгорания. Если вещество оказывается перегретым, то смазка трущихся запчастей обеспечивается недостаточно качественно, это может усложнить охлаждение двигателя.

Плюсы масляных теплообменников

Использование подобного устройства позволяет получить множество преимуществ. Во-первых, это исключение вероятности того, что температура масла окажется ниже температуры охлаждающей жидкости. Это указывает на то, что в деталях двигателя, которые соприкасаются с маслом, будет возникать меньше напряжения. Во-вторых, установку теплообменника можно осуществить в любом удобном месте на двигателе, при этом вы с легкостью сможете отказаться от множества соединений и длинных трубопроводов.

Видео: Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника

Теплообменники для бани: характеристики

Теплообменник для бани может классифицироваться в зависимости от местонахождения по отношению к отопительному прибору. Таким образом, располагаться прибор может непосредственно в теле печи, возле трубы дымохода или около корпуса отопительного прибора. Подобные агрегаты призваны выполнять одни и те же функции. Методом контакта с раскаленной поверхностью дымохода или топки они греют жидкость в емкости внушительного размера, используя при этом принцип конвекции. Их применение позволяет хозяевам расположить водяной бак не в самой парной, а в соседнем помещении. Изготовить такое устройство можно и самостоятельно, применив стальные листы, а также трубы. Только провести работы не удастся, если вы не имеете сварочного аппарата, а также не владеете навыками работы с ним.