SPECJALISTYCZNE PRZEDSIĘBIORSTWO BUDOWY KOTŁOWNI i INSTALACJI PRZEMYSŁOWYCH

Wymienniki ciepła

PRZEGLĄD  WYMIENNIKÓW  CIEPŁA  STOSOWANYCH  PRZEZ   ENERGO-SPAW

Podział wymienników ze względu na media:

  • Ciecz/ciecz (woda)
  • Para/ciecz
  • Ciecz/gaz (powietrze)
  • Gaz/gaz

W zależności od warunków wymiany ciepła i rodzaju czynników stosuje się wymienniki o różnej konstrukcji.

Wymienniki ciepła występują w różnych gałęziach techniki i w zależności od przeznaczenia noszą nazwy:

  • Chłodnice
  • Skraplacze
  • Parowniki
  • Podgrzewacze
  • Przegrzewacze
  • Wytwornice pary, kotły
  • Ekonomizery

Wymienniki ciepła dzielimy też ze względu:

- na rodzaj wymiany ciepła

  • ustalonej (ustalona wymaga pracy ciągłej wymiennika)
  • nie ustalonej (praca jednorazowa lub okresowa - np. rozruch, zmiana parametrów)

- zasadę działania

  • Przeponowe wymienniki ciepła tj. rekuperatory
  • Wymienniki ciepła z wypełnieniem tj. regeneratory
  • Wymienniki ciepła o działaniu bezpośrednim, czyli mieszalniki

Rekuperatory tj. wymienniki przeponowe dzielimy ze względu na:

  • Kierunki przepływu
    • Współprądowe (stosowane rzadko)
    • Przeciwprądowe np. rura w rurze, płytowe
    • Krzyżowe (przepływ prostopadły) np. płaszczowo-rurowy
  • Liczbę dróg przepływu
    • Dwudrożne i wielodrożne lub
    • Dwuciągowe i wielociągowe
  • Budowę
    • Rura w rurze
    • Płaszczowo-rurowe (w tym popularny „JAD”)
    • Płaszczowo-płytowe
    • Płytowe

Przykładem wymiennika rura w rurze jest  wymiennik skrobakowy.

Skrobakowe wymienniki ciepła mogą być używane tam gdzie:

  • występuje wysoka lepkość produktu
  • produkt zawiera cząstki stałe
  • występuje zmiana lepkości produktu podczas chłodzenia/podgrzewania
  • obrabiany jest produkt wrażliwy na ciepło
  • występuje konieczność wprowadzania powietrza do produktu.

Typowym zastosowaniem tego typu wymiennika w przemyśle mleczarskim jest proces termizacji twarogu, kwaśnych deserów oraz sterylizacji serków śmietankowych i topionych.

Wydajność pomp stanowi jedyne ograniczenie produktu. Wymienniki skrobakowe są oparte na konstrukcji rura w rurze. Skrobakowe wymienniki zaopatrzone są w łopatki zeskrobujące produkt ze ścianek wewnętrznych wymiennika, zapobiegając przypalaniu. Czynnik chłodzący/podgrzewający przepływa przez część zewnętrzną wymiennika.

Wymienniki płytowe dzielimy na:

  • Uszczelkowe (uszczelki klejone lub na zaciski/zatrzaski przyspieszające montaż)
  • Lutowane
  • Spawane
  • Spawane częściowo (inne nazwy: semi-weld, GW, twin-plate, kasetowe) zastosowanie np.: czynnik chłodniczy i woda

Płyty wymiennika mogą być wykonywane w dwóch różnych rodzajach przetłoczeń daszkowych:

  • płyta H (High-theta, high-NTU)
    • wyższa wartość współczynnika wnikania ciepła (przy stałym natężeniu przepływu)
    • wyższy opór (wyższa strata ciśnienia)
  • płyta L (Low-theta, low-NTU)
    • niższa wartość współczynnika wnikania ciepła (przy stałym natężeniu przepływu)
    • niższy opór (niższa strata ciśnienia)

Zwykle producenci stosują takie dwa rodzaje płyt, które można zestawiać, tworząc 6 wariantów wymiany.

Inne przykłady wymienników płytowych.

  • Typ „free flow” to typ wymienników dla mediów zawierających większe cząstki (np. soki owocowe), specjalny profil i odpowiednio większe przestrzenie między płytami utrudniają blokowanie się wymiennika.
  • Wymiennik szeroko-szczelinowy
    • Zastosowanie: płyny o dużej lepkości lub z włóknami
    • Zapewnia dużą turbulencję.
    • Asymetryczne przepływy
    • Alternatywa dla płaszczowo-rurowych.
  • Podwójnościenny płytowy wymiennik ciepła (Double Wall Plate Heat Exchanger) stosujemy dla szczególnych zastosowań (kwestie higieniczne lub bezpieczeństwa – membrana z cieczą pośrednią, zabezpiecza przed mieszaniem się czynników i/lub szybkiej detekcji w przypadku nieszczelności).
  • Wymienniki z grafityzowanymi płytami (np. Diabon F 100) dla czynników normalnie zbyt korozyjnych. Płyty te nie tylko stawiają doskonały opór korozji, ale i oferują dobre właściwości przekazywania ciepła w połączeniu z niską rozszerzalnością cieplną oraz znoszą wysokie ciśnienia.

Regeneratory dzielimy ze względu na:

  • Sposób działania wypełnienia akumulującego energię
    • Nieruchome (dwuczynnikowe i dwukomorowe)
    • Ruchome (działają w sposób ciągły, elementy wypełnienia opływane na przemian przez płyn gorętszy i zimniejszy)
  • Materiał użyty jako wypełnienie, akumulator
    • Ciała o rozwiniętej powierzchni przejmowania ciepła: cegły, kulki, blacha falista, siatki (ceramika i metale)

Wymienniki o działaniu bezpośrednim - mieszalniki:

  • Zachodzi w nich proces mieszania się dwóch czynników o różnych temperaturach, któremu często towarzyszy wymiana substancji

Przykład: Chłodnia kominowa: wodę chłodzi powietrze atmosferycznego.




Opracowała   Lidia  Kozłowska  -  inżynier  projektant  instalacji przemysłowych  ENERGO-SPAW

wymienniki ciepła najlepsze wymienniki ciepła

ZAPRASZAM
DO KORZYSTANIA Z NASZYCH USŁUG TECHNICZNYCH

ENERGO-SPAW
UL.NARAMOWICKA 291
TEL: +48 61 827 99 32
E-MAIL:BIURO@ENERGO-SPAW.PL