Конструкция теплообменных пластин

Конструкция теплообменных пластин

Теплообменные пластины имеют сложную форму и изготавливаются методом штамповки на специальных пресах. Теплообменная пластина производства фирмы FUNKE имеет оптимальную структуру рисунка, при которой достигается эффективность теплопередачи. Всего на каждый типоразмер существует 4 рисунка, которые характеризуются различным углом рисунка и расположением каналов. Этим достигается оптимальное сочетание площади пластинчатого теплообменника и его теплопередающих качеств. Теплообменные пластины изготавливаются из нержавеющей стали марок AISI 304, AISI 316. Для специальных условий эксплуатации могут предлагаться и особые материалы - титан, 254SMO. Пластины обеспечены двойным уплотнение в зоне входа и выхода среды, что препятствует его смешиванию. В качестве материалов уплотнения используется зарекомендовавшие себя - NBR (нитрил каучук), EPDM (этилен-пропилен каучук), VITON (фтор каучук). По запросу возможно применение и других типов уплотнения. пластин образуется ряд каналов, по которым протекают жидкости учаcтвующиев процессе теплообмена. Все пластины в пакете одинаковы, только развернуты одна относительно другой на 180 градусов. Такая установка пластин обеспечивает чередование горячих и холодных каналов. В процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке), и горячая жидкость передает тепло через стенку пластины. В местах их возможного перетекания находится или стальная пластина или двойное резиновое уплотнение, что практически исключает смешение жидкостей. Такой принцип построения пластинчатого теплообменника позволяет его быстро модифицировать, как в сторону увеличения количества пластин и тем самым увеличить мощность теплообменника, так и легко отремонтировать его в случае выхода из строя резинового уплотнения или теплообменной пластины.


Технические характеристики

Материал пластин

Пластины FUNKE производятся из антикоррозийной нержавеющей стали «Thyssen Krupp AG»: - DIN 1.4301/AISI304; - DIN 1.4401/AISI316.
Для теплообменников специального назначения используют титан, различные сплавы.

Система «Off-Set» с асимметричной структурой каналов

«Off-Set» - пластины производства фирмы FUNKE имеют асимметричную структуру рельефа, благодаря которой, в отличие от обычных симметричных рельефов, удваивается число возможных комбинаций теплообменных каналов. На рисунке 1 изображены в сравнении профили каналов «Off-Set» - пластины и пластины с симметричной структурой рельефа. Очевидно, что при одинаковой глубине рельефа профиль канала «Off-Set» - пластины примерно на 30% больше. При зеркальном расположении каждой второй «Off-Set» - пластины с одинаковым профилем также возможно создание симметричных каналов. «Off-Set» - пластины предлагаются с 4 различными типами профилей (G, Н, К, L), которые отличаются между собой геометрией штамповки и углом рельефа по отношению к направлению основного потока (Рис. 2).

 
Рис. 1. Профиль канала Off-Set и
канала с симметричной структурой
рельефа.
 Рис.2. Типы профилей G, K, H, L

За счет комбинирования данных пластин, представленных в 26 размерах от 0,04 м2 до 3 м2, возможно формирование 9 различных каналов. Таким образом, не смотря ограниченный выбор пластин, теплообменник может быть оптимально подобран согласно теплотехническим требованиям любого конкретного приложения.


Каналы
теплая сторона/
холодная сторона

Теплопередача

Потеря давления

HH/HH

высокая

большая

HG/GH

HL/LH

средняя

средняя

НК/КН

LL/LL

низкая

низкая

LK/KL

Преимущество асимметричных каналов состоит прежде всего в том, что одна из сред, участвующих в процессе теплообмена, может протекать в значительно большем объеме при меньших потерях давления (рис. 3). Для чувствительных сред и сред с высокой степенью вязкости предлагаются пластины с широкими теплообменными каналами, в то время как для экономно используемых сред применяются пластины с более узкими каналами.

  Рис.3.
Варианты системы FUNCE - средний (синий),
узкий (розовый) и широкий (серый) каналы.

Пластины и уплотнения

- высокоэффективная теплопередача за счет термодинамически оптимальной конструкции;
- система "Off-Set" обеспечивает возможность создания как симметричных так и асимметричных каналов (1);
- специальный рельеф распределительной площадки сред для оптимального распределения теплоносителей (2);
- простое крепление пластин посредством клипсовой системы;
- уплотнения со специальными зажимами для оптимального центрирования и фиксации пакета пластин (3);
- дополнительное уплотнение с кантом утечки предотвращает смешение сред в области проходных отверстий (4);
- специальный окантовочный рельеф пластин обеспечивает необходимую жесткость пакета пластин, а также стабильную фиксацию уплотнений при оказании на них давления в процессе эксплуатации теплообменников(5).


Материал уплотнений

Все пластины снабжены двойным уплотнением с кантом утечки в зоне проходных отверстий, ис­ключающим возможность смешения сред в случае возникновения утечки. В зависимости от типа и исполнения аппарата уплотнения могут быть как клеевые, так и с клипсовой системой крепления. В качестве уплотнений используются стандартные материалы:

    • NBR (нитрил-каучук): универсальные уплотнения для водных и жирных сред (вода/масло)
    • EPDM (этилен-пропилен-каучук): широкая область применения (для химических соедине­ний, несодержащих жир и минеральные масла)
    • VITON (фтор-каучук): высокая устойчивость к химикалиям, органическим растворяющим средствам, а также серной кислоте и растительным маслам при высоких температурах.