Кожухотрубный теплообменник: принцип работы, преимущества и недостатки.

Теплообменники - это такие агрегаты, которые служат для обмена температурами между теплоносителем (горячим веществом) и нагреваемым (холодным веществом). В роли теплоносителя могут выступать газы, жидкости или пары. На сегодняшний день особенно распространенным и востребованным видом является кожухотрубный теплообменник, принцип работы которого довольно понятен: горячее и холодное вещество находятся в теплообменнике раздельно, не смешиваясь, теплообмен происходит через стенки каналов, по которым они движутся. Кожухотрубный теплообменник получил свое название из-за соответствующего строения - определенное количество тонких трубок находятся внутри кожуха (корпуса). От количества трубок зависит скорость движения теплоносителя, а от нее зависит коэффициент теплоотдачи.

Невзирая на то, что у кожухотрубного теплообменника принцип работы прост, его устройство, напротив, достаточно сложное и существует несколько их разновидностей.

Кожухотрубные теплообменники относятся к виду рекуперативных и делятся на подвиды по направлению движения теплоносителя и могут быть:

• прямоточными;
• противоточными;
• перекрестноточными.

Такие агрегаты производятся в основном из высокопрочной стали, так как теплообменники работают, как правило, в особо агрессивной среде, способствующей появлению коррозии. Чтобы удовлетворить потребность во всех сферах использования кожухотрубных теплообменников, их выпускают в нескольких исполнениях:

• с U-образными трубками;
• с неподвижными трубками;
• с плавающей головкой;
• с температурным кожуховым компенсатором.

Также делят теплообменники и по способу установки: горизонтальные, вертикальные и наклонные кожухотрубные теплообменники. Принцип работы таких агрегатов можно описать следующим образом. Через подводящий патрубок в межтрубное пространство подается теплоноситель (горячее вещество), по тонким латунным трубкам (трубная система) движется холодное вещество (нагреваемое). В процессе теплообмена горячее вещество отдает свое тепло и через выводящий патрубок выводится из кожуха. Для более равномерного и эффективного нагрева холодное вещество может совершать до 12-ти ходов по трубной системе.

Кожухотрубные теплообменники последнее время пользуются большим спросом в химической, машиностроительной, газовой, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленностях, их используют в качестве конденсаторов, подогревателей, охладителей и испарителей различных видов. Такой выбор совсем неслучайный - кожухотрубные теплообменники имеют ряд весомых преимуществ. Основными достоинствами, наверное, являются высокая устойчивость к гидроударам и возможность работы в условиях сильно загрязненных сред. Многие подобные агрегаты такими характеристиками не обладают, большинство из них в агрессивных средах работают нестабильно. К примеру, пластинчатые теплообменники способны работать только в чистых средах. Еще одним немаловажным преимуществом является высокий уровень эффективности, сравнимый только с показателями пластинчатых теплообменников.

К выше перечисленным достоинствам таких агрегатов, можно добавить еще и следующие:

• надежность;
• большая теплообменная площадь;
• не повреждает и не изменяет структуру продукта;
• прост в обслуживании, для которого не требуется специальных навыков персонала;
• низкие затраты электроэнергии;
• безопасное использование для персонала.

Таким образом, можно утверждать, что кожухотрубные теплообменники являются одним из самых надежных, долговечных и эффективных видов агрегатов в теплотехнике.

Но не стоит забывать, что наряду с явными преимуществами у рассматриваемого устройства имеются и некоторые недостатки. Первый - это достаточно большие размеры. Иногда крупные габариты служат причиной отказа от использования агрегата. Из этого следует и второй недостаток - большая металлоемкость, которая выливается в высокую стоимость теплообменника. К тому же они довольно «капризные» устройства, рано или поздно потребуется ремонт. Наиболее слабой частью является трубная система, именно в тонких трубках чаще всего выявляется причина поломок.

Специалисты утверждают, что изготовить в домашних условиях кожухотрубный теплообменник, принцип работы которого некоторые «умельцы» пытаются воссоздать для своих потребностей, практически невозможно, так как это сложное устройство, требующее соблюдения всех норм, требований и этапов технологического процесса.

Кожухотрубные теплообменники – аппарат теплообмена между двумя потоками с нагревом одной среды (жидкой, газообразной) за счет охлаждающего агента. В процессе термического процесса не происходит перемешивания двух сред, они могут менять агрегатное состояние. Горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, а теплообмен происходит через стенки трубных пучков. Для увеличения теплопередающей поверхности используют оребрение труб, которое выполняется навивкой стальной ленты.

Название аппарат получил от кожуха с расположенными внутри трубками, посредством которых и осуществляется рекуперация. Диапазон рабочих температур аппарата от -60°С до +600°С. В зависимости от назначения он может служить теплообменником, холодильником, конденсаторами или испарителем.

Изделие находит применение в теплотехнике для оборудования систем ГВС. Высокая эффективность теплообменников сокращает расход топлива, затрачиваемого на технологический процесс или теплообеспечение. Кожухотрубные теплообменники всегда занимали лидирующие позиции по востребованности на рынке отопительного оборудования. За последние 15–20 лет появилось много новых аналогов с отличными характеристиками. Однако теплотехники предпочитают использовать эти, проверенные временем, надежные тепловые агрегаты.

Какие существуют виды теплообменников?

Согласно ГОСТ 9929–82 кожухотрубчатые теплообменные изделия выпускаются диаметром от 15,9 см до 300 см и выдерживают давление в диапазоне от вакуума до 160 кгс/см². В длину аппарат может быть от нескольких сантиметров до 8–9 метров.

Поверхность теплообмена может достигать нескольких тысяч квадратных метров.

Изделия выпускаются следующих видов:

Н – с неподвижно встроенными трубчатыми решетками;

К – с температурным компенсатором;

П – с плавающей головкой;

У – с U-образной формой трубчатых элементов;

ПК – комбинированная, оснащена плавающей головкой со встроенным компенсатором.

Кожухотрубчатые теплообменники с неподвижными трубными решетками имеют жесткую конструкцию компонентов. Они наиболее распространены в нефтегазовой отрасли и химической промышленности. Этот вид занимает 75% всего рынка кожухотрубчатых теплообменников. Отличительной особенностью этого вида является то, что теплообменные трубы жестко скреплены с трубными решетками (развальцованы), которые в свою очередь, приварены к внутренней стенке корпуса. В связи с этим исключена возможность взаимных перемещений элементов в распределительной камере.

Для подачи и отвода теплоносителя труб и межтрубного пространства, а также отвода конденсата изделия оборудуются штуцерами или другой трубопроводной арматурой, выходящей наружу теплообменника. Интенсивность теплоотдачи при поперечном перемещении потока выше, поэтому его направляют по зигзагообразной траектории. Для этого устанавливают поперечные перегородки, они не примыкают к внутренней поверхности кожуха, оставляя зазор для перемещения потока. Для сосредоточения потока ближе к пучку труб, специальными пластинами сужают рабочее пространство камеры.

В кожухотрубном теплообменнике с компенсатором на корпусе тепловые удлинения компенсируются продольным сжатием или удлинением гибких вставок и расширителей. Такие аппараты применяются при избыточной деформации компенсатора в пределах 10–15 мм. В такой полужесткой конструкции могут применяться линзовые, сальниковые или сильфонные компенсаторы для компенсации температурных удлинений и перекоса труб.

Более совершенной считается конструкция аппарата с плавающей головкой . Одна из трубных досок крепится жестко, другая решетка свободно перемещается вместе с трубной системой. Плавающей готовкой называют подвижную решетку с крышкой, которой она оснащена. Некоторое удорожание аппарата ввиду увеличения диаметра корпуса и дополнительного днища оправдывается большей надежностью в эксплуатации.

В изделии с U-образными трубами оба конца трубного пучка закреплены на одной трубной решетке, труба изогнута петлей на 180° радиусом 4d или больше. Это позволяет трубам свободно удлиняться в сторону изгиба трубного пучка.

По направлению перемещения среды в аппарате различают одно/многоходовые теплообменники . В одноходовом вещество двигается однократно по кратчайшей траектории от входа к выходу. Наиболее ярким представителем этого вида является водоводяной подогреватель ВВП, применяемый в отопительных системах. Когда лучше применять такой аппарат? Лучше всего там, где не требуется высокая интенсивность процесса теплообмена и где существует небольшая разница между температурой теплоносителя и окружающей среды.

В многоходовых поток перенаправляют с помощью системы продольных и поперечных перегородок в объеме. Оптимальным считается применение теплообменника в тепловых системах с большой скоростью перемещения или низкой теплоотдаче агента. По способу перемещения агента различают прямоточные, противоточные и перекрестноточные изделия.

Для работы теплообменника в агрессивных средах вместо стального пучка труб применяют графитовые или стеклянные трубы, герметизируют корпус сальниками специальных материалов.

По какому принципу работают агрегаты?

Применяемый в функционале принцип рекуперации основывается на раздельном теплообмене без перемешивания продуктов. Теплопередача от более нагретой среды менее нагретой осуществляется через стенки труб, разделяющих два агента. При этом соблюдается принцип противотока, как обеспечивающий оптимальную теплопередачу. Один теплоноситель (жидкость, газ, пар) подается под давлением в пространство между труб, второй циркулирует по трубам и может отличаться агрегатным состоянием от первого.

Далее между жидкими и газообразными веществами происходят теплообменные процессы в штатном режиме. Для увеличения коэффициентов теплоотдачи используются достаточно высокие скорости продуктов. У пара и газа она должна быть 8–25 м/с, для жидких агентов от 1,5 м/с. Для повышения теплоотдачи трубы снабжаются специальными ребрами.

Из чего состоит кожухотрубчатый аппарат?

Главным достоинством кожухотрубчатого теплообменника и причиной популярности является несложная, но очень надежная конструкция. Она состоит из распределительной камеры, оснащенной патрубками, цилиндрического кожуха, трубных решеток и пучка труб. Конструкция дополнена крышками с торцов и опорами для размещения на горизонтальном основании или креплениями при другой ориентации в пространстве.

Для интенсификации теплообмена применяют трубы с наружными ребрами, увеличивающими теплоотдачу. Если требуется снизить теплоотдачу в окружающую среду и повысить теплоаккумулирующие свойства, кожух покрывают теплоизолирующим слоем. Также есть конструкции «труба в трубе». Кожух чаще всего изготавливается из листовой стали толщиной не менее 4 мм. Решетки чаще всего производятся из того же материала и имеют толщину не менее 20 мм. Основным конструкционным элементом является пучок металлических труб, с одной или обеих сторон он крепится к трубным решеткам.

Маркировка изделий

Маркировка теплообменников состоит из последовательности знаков буквенно-цифрового кода. Например, аббревиатура 1400 ТКГ-1,5-0,5 – М1/40Д-6-1-У-И расшифровывается так:

диаметр 1400 мм;

давление внутри труб 1,5 Мпа;

то же, только в пространстве между труб 0,5 Мпа;

тип материала М1;

трубы оребренные диаметром 40 мм;

длина изделия 6 м;

одноходовая конструкция;

используется в умеренном климате;

имеются приспособления для крепления внешней теплоизоляции.

Преимущества и недостатки изделий

Кожухотрубчатые теплообменники имеют ряд достоинств, обеспечивших конкурентные преимущества в своем сегменте теплообменников на рынке теплового оборудования:

1. Они обладают высокой стойкостью к гидроударам в то время, когда другие аналоги такой способностью не обладают.

2. Они могут работать с загрязненными продуктами или в агрессивных средах в отличие от других теплообменников. Например, пластинчатые аналоги работают исключительно на чистом агенте.

3. Простота обслуживания (легко производить механическую очистку), проведения ПТО и высокая ремонтопригодность.

Недостатками изделий этого типа являются:

1. Более низкий по сравнению с пластинчатыми изделиями коэффициент полезного действия, меньшая площадь теплопередающей поверхности.

2. Большие габариторазмеры, следствием чего является повышенная материалоемкость и стоимость аппарата.

3. Значительная зависимость теплоотдачи от скорости перемещаемого агента.

Область применения аппаратов

Кожухотрубчатые аппараты применяются в качестве базисного оборудование для тепловых пунктов и инженерных сетей жилищно-коммунального хозяйства. Индивидуальные тепловые пункты (ИТП) имеют существенные преимущества перед централизованным тепловодоснабжением. Они более эффективно производят энергообеспечение объектов и обеспечение теплового режима зданий, чем теплоцентрали.

Теплообменное оборудование этого типа незаменимо в случаях, когда требуется обеспечить развязку по давлению и температуре теплоносителя во вторичном контуре ГВС от подачи сетевой воды. Это особенно актуально, если отопительная система подключается к теплоснабжающей сети по независимой схеме присоединения. Подобное случается, когда статическое давление, например, отопительных систем присоединенных зданий ввиду неровностей рельефа выше, чем в линии сети. Или наоборот, когда давление в сетевой «обратке» выше, чем в обслуживающей системе отопления.

Теплообменники этого типа применяются в нефтяной, газовой, химической промышленности. Их можно обнаружить в большой теплоэнергетике, где используются теплоносители с высокими параметрами. Разносторонняя сфера применения не ограничивается только этими отраслями. В качестве испарителей используются в ребойлерах, конденсаторах-холодильниках воздушного охлаждения, ректификационных колоннах. Могут также задействоваться для охлаждения сырьевых масс, компонентов или готовой продукции. Они широко применяются в технологических процессах молочного, пивного и других производствах пищевой промышленности.

На сегодняшний день в той или иной сфере человеческой деятельности используются такое оборудование, как теплообменники. В настоящее время можно выделить немалое количество разновидностей таких устройств, основная задача которых заключается в передаче тепла от теплоносителя к холодной среде.

Такая модель, как теплообменник кожухотрубный , как правило, используется в газовой, нефтяной, химической промышленности. Кроме того, нередко их можно обнаружить и в большой теплоэнергетике, поскольку там эксплуатируются теплоносители с высокими параметрами. Необходимо также сказать о том, что такие модели теплообменных аппаратов достаточно часто применяются на пищевом, молочном и пивном производстве. Разносторонняя сфера использования данных агрегатов говорит о наличии такого замечательного достоинства, как высокий уровень мощности. К примеру, немалая часть аналогичных устройств используется только в бытовом применении и способно обеспечивать теплом только одну часть здания.

Следующее, на что необходимо обратить внимание, - это такая характеристика, как стойкость к гидравлическим ударам. Те или иные аппараты очень часто размещаются в сложной и тяжёлой эксплуатационной среде. При непредвиденных обстоятельствах некоторые приборы просто выходят из строя, в то время как кожухотрубные теплообменники способны исправно работать даже при гидроударах.

Немаловажным достоинством кожухотрубных теплообменных аппаратов является и способность прекрасно функционировать даже в загрязнённой рабочей среде. Многие модели теплообменников могут работать только с чистой средой. Описываемые устройства не предъявляют жёстких требований к чистоте среды, и это оказывается очень важным.

Несколько слов необходимо сказать о стоимости. К примеру, на пластинчатый теплообменник цена установлена очень высокая. Многих от покупки данного прибора останавливает именно этот фактор. Кожухотрубные устройства стоят намного дешевле. При этом их КПД будет ничуть не хуже тех аппаратов, в чьих конструкциях установлены пластины.

Однако и минусов у кожухотрубных теплообменников обнаруживается немало. Прежде всего, нужно сказать о том, что они достаточно сложно поддаются чистке. Во-первых, этот процесс отнимет много физических сил. Во-вторых, на чистку уйдёт много времени. При этом не исключается вероятность, что после этой процедуры трубки перестанут должным образом функционировать.

Ещё один существенный недостаток заключается в том, что такой агрегат занимает немало места, в отличие, например, от пластинчатых приборов.

Однако, несмотря на имеющиеся недостатки, кожухотрубные теплообменники всё равно очень активно используются в настоящее время.

Теплообменный аппарат (теплообменник) - это устройство, предназначенное для нагрева или охлаждения материального потока (теплоносителя).

Тепловые процессы, происходящие в теплообменных аппаратах, могут быть самыми разными: нагрев, охлаждение, испарение, кипение, конденсация, плавление, затвердевание и более сложные процессы.

В процессе теплообмена может участвовать несколько теплоносителей: тепло от одного из них может передаваться нескольким и от нескольких другу. Существует несколько классификаций теплообменных аппаратов:

1) по назначению:

Подогреватели

Конденсаторы

Охладители

Испарители.

2) по принципу действия:

Регенераторы

Рекуператоры

Смесительные аппараты.

В регенеративных аппаратах горячий теплоноситель отдает свою теплоту устройства, аккумулирующего ее, а затем, в свою очередь, отдает теплоту холодному теплоносителю, т.е. одна и тоже и сама поверхность омывается то горячим, то холодным теплоносителем. Большинство регенеративных теплообменников работает по принципу периодического действия. Теплообменники, в которых периодически меняются подача и отвод теплоносителей, называются теплообменниками периодического действия. Различные теплоносители поступают в них в разные периоды времени.

В регенераторных теплообменниках в качестве промежуточного теплоносителя используют твердый достаточно прочный материал - листы металла, кирпича, различные засыпки. Регенеративные теплообменники используются для высокотемпературного (выше 1000 С) подогрева газов, потому что жаростойкость металлов ограничена, а насадка из огнеупорных кирпичей может работать при очень высоких температурах.

Регенераторы могут работать и непрерывно. В этом случае насадка или стенка, вращающейся попеременно сталкивается с потоками различных теплоносителей и непрерывно переносит тепло из одного потока в другой.

Регенеративные теплообменники применяются на металлургических, коксовых и других заводах, где по характеру технологического процесса необходимо подогретый воздух и в то же время есть большое количество отходящих газов с высокой температурой.

Мировое потребление энергии и топлива растет очень быстрыми темпами. Основная часть топлива идет на производство электроэнергии, на нужды промышленности и централизованного теплоснабжения. Проблема рационального и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов является одной из важнейших.

На производстве основная часть тепловой энергии трансформируется в различных теплообменных аппаратах. Даже незначительным повышением энергетической эффективности теплоэнергетических установок, можно получить значительную экономию топлива, снижение себестоимости продукции. Стремление экономить энергию и материалы, учет экономических обстоятельств, стимулируют создание более эффективного теплообменного оборудования. Повышение энергетической эффективности и компактности теплообменников тесно связано с интенсификацией процесса теплообмена. Вместе с тем как интенсивность процесса теплопередачи, так и эффективность теплообменного аппарата в значительной степени зависят от особенностей обтекания и гидравлического сопротивления теплообменных поверхностей.

Решение вопросов интенсификации процессов теплообмена и повышение энергетической эффективности особенно актуально для газовых теплообменников, для которых характерны низкие тепловые потоки.

Выделяются два направления интенсификации. Одно из них связано с увеличением теплового потока без учета дополнительных потерь энергии.

Второе направление связано с увеличением теплового потока при заданной величине энергии, затрачиваемой на перекачку теплоносителя, т. е. с увеличением эффективности теплоотдачи. Оно становится особенно важным для стационарно работающих теплообменных аппаратов большой мощности, к числу которых относятся регенеративные воздухонагреватели.

Применение регенеративных теплообменных аппаратов для высокотемпературного нагрева газов обусловлено сложностью, высокой стоимостью, а в ряде случаев и невозможность нагрева их значительных объемов до высоких температур в рекуперативных установках. Снижение экономических затрат, повышение температур нагрева газа предъявляет высокие требования к надежности и экономичности работы этих устройств, выдвигает задачи разработки новых, более эффективных конструкций отдельных элементов, совершенствование режимных параметров. Повышение эффективности работы регенеративных теплообменников во многом связано с усовершенствованием теплогидравлических характеристик аппаратов, в связи с чем возникает необходимость в методах предварительного определения этих характеристик.

Теплообменники регенеративного типа имеют следующие недостатки:

Не обеспечивают постоянную температуру подогреваемого теплоносителя(воздуха);

На время переключения клапанов прекращается питание агрегата теплом; потери тепла через дымовую трубу;

Смешение теплоносителей из-за неплотностей; большие размеры и масса регенераторов.

Однако, несмотря на недостатки регенеративные теплообменники широко используются на высокотемпературных агрегатах, так как они могут работать при высокой температуре дымовых газов (1300 - 1500°С). При такой высокой температуре рекуператоры не могут работать устойчиво.

Регенеративные теплообменники применяются в нагревательных печах. Они представляют собой цилиндрические камеры, заполненные кирпичной многорядной насадкой, выложенные из огнеупорного кирпича. Сначала через регенератор пропускают дымовые газы, а затем в обратном направлении нагретая добела насадка отдает аккумулированное тепло теплоносителю. Переключение осуществляется при помощи клапанов.

Особые требования предъявляют к насадкам регенератора. Они должны обеспечивать эксплуатационные качества, экономичность, минимальное гидравлическое сопротивление, высокую интенсивность теплообмена, строительную устойчивость.

Материал насадки должен обладать огнеупорностью, термостойкостью, сопротивлением к деформациям под нагрузкой при повышенных температурах. Регенеративные теплообменные аппараты в криогенной технике используются в основном в воздухоразделительных установках и в холодильных газовых машинах. В регенеративных аппаратах воздухоразделительных установок наряду с охлаждением прямого потока воздуха происходит его очистка от влаги и диоксида углерода путем вымораживания на насадке.

Главной целью теплообменника является передача тепла от носителя (вещества с высоким показателем температуры) до холодного объекта. Примером теплоносителя может являться газ, жидкость и пар. Сегодня на прилавках магазинах можно наблюдать большое разнообразие теплообменников. Каждый из них имеет свои особенности: принцип действия, внешний вид, разные показатели температуры и т. д. Кожухотрубные теплообменники, принцип работы которых отличается от пластинчатых приборов, имеют совершенно иные параметры, чем аналог, но другого вида. Для того чтобы сделать правильный выбор, необходимо изучить подробности агрегатов и понять их характеристики.

Принцип работы теплообменника

Современный теплообменник может работать по трём основным процессам:

• конвекция;
• тепловое излучение;
• теплопроводность.

Классификация приборов происходит по тому, каким из способов тепло поставляется к холодному объекту, а именно:

• смесительный способ;
• теплообменный способ.

В их принципе работы, устройстве и виде заключается основная разница. Именно потому важно, прежде чем совершить покупку теплообменника, изучить все имеющиеся виды в продаже. Лучшим вариантом описания принципа действия изделия является пример с поверхностными агрегатами. Они считаются одними из самых распространённых конструкций среди пользователей. Внутри этого прибора сосредоточены чувствительные элементы , которые нагреваются, передавая тепло холодному объекту.

Если взять смесительный агрегат, то он совмещает в себе взаимодействие воздуха и жидкости, выдавая в итоговом результате высокий уровень коэффициента полезного действия. Тем самым - это устройство становится лёгким по изготовлению, с высокой скоростью получения нужного результата. Только при смешивании двух различных сред можно достичь подобных результатов.

Каждый теплообменник имеет и набор устройств, которые работают по особому принципу. Их разделяют на два вида:

• рекуперативные;
• регенеративные.

В первом виде подразумевается использование двух разных жидкостей. Они взаимодействуют между собой с помощью разделительной стенки. В процессе обмена температурами, поток в обоих вариантах остаётся прежним и не изменяется. Во втором виде теплообменников прослеживается наличие рабочего элемента , который в то же время является и источником поставляемого тепла и своеобразным зарядным устройством. При контакте с жидкостями, элемент нагревается, издавая в пространство необходимое тепло. В этом случае, поток тепла может изменить своё направление.

Виды теплообменников

На сегодняшний день имеется несколько видов теплообменников:

• погружные;
• пластинчатые;
• элементные;
• витые;
• графитовые;
• спиральные;
• двухтрубные;
• кожухотрубные.

Погружной теплообменник

В качестве чувствительного элемента в этом приборе выступает цилиндрической формы змеевик. Он размещён в сосуде, который заполнен жидкостью. Подобная конструкция существенно снижает время необходимое на отдачу тепла прибором. Такого вида устройство считается одним из лучших по эффективным показателям работы прибором. Применяется исключительно в местах, где дозволено механическое включение и стадия закипания.

Пластинчатый теплообменник

Достоинства этого прибора можно перечислять долгое время. Это и лёгкость сборки, и простота чистки, и минимальное сопротивление гидравлики. Состав этого вида приборов подразумевает соединение крепёжных болтов, концевых камер, рамы и рабочей пластины. Последние элементы разделены специальными резиновыми прокладками. Их изготавливают из специальной стали. Технология монтажа пластин подразумевает установку резиновой прокладки без использования клеевых смесей , тем не менее позволяющая плотно прилегать отдельным частям друг к другу. Схема подачи рабочей среды может иметь три варианта: прямоточную, смешанную и противоточную.

Элементный теплообменник

Особенностью строения этого прибора является соединение частей единую систему. Если рассматривать принцип их работы, то он во многом схож с работой кожухотрубных теплообменников . Схема подачи рабочей среды работает только противоточно. Этот агрегат сочетает в себе небольшое количество труб.

Витой теплообменник

Чувствительный элемент этого прибора имеет название концентрического змеевика. Они закрепляются на специальных головках, получая защиту от кожуха. Используется схема с двумя жидкостями, один вид которой заполняет имеющиеся трубки, а другой располагается в пространстве между ними. Считается, что этот вид агрегата прекрасно переносит различные перепады давления и обладает высоким показателем стойкости к износу.

Графитовый теплообменник

Его устройство позволяет защитить конструкцию от воздействия коррозии. Также этот прибор отлично проводит тепло. Состоит агрегат из блоков, имеющих форму прямоугольника и цилиндра. Движение рабочей жидкости осуществляется по перекрёстной схеме. В составе теплообменника можно увидеть металлический корпус, трубки, решётки и крышки.

Спиральный теплообменник

Принцип работы этого прибора заключается в использовании металлических листов. Их скручивают в спираль и закрепляют на особом механизме под названием крен. Для полноценной работы необходимо обеспечить герметизацию теплообменника. Её достигают при помощи сваривания отдельных её частей или укладкой прокладки. Такие приборы довольно сложно создавать, обслуживать и ремонтировать. Запрещается использовать устройство в системе с давлением выше 10 кгс/см 2 . Эти недостатки успешно заменяет небольшой вес и размер прибора, а также его высокий показатель эффективности.

Двухтрубный теплообменник

Главными основными частями этих приборов являются трубы разного диаметра. В качестве рабочей среды используется жидкость и газ. Теплообменник используется в местах, где существуют большие перепады давления, успешно преодолевая эти трудности. Дополнением к положительным качествам прибора становится высокий уровень передачи тепла , а также простота обслуживания и монтирования. К сожалению, такие приборы дорого оцениваются продавцами.

Кожухотрубный теплообменник

Кожухотрубный прибор состоит из нескольких частей: элементов, компенсирующих напряжение, пучков труб, патрубков, корпуса, крышки и трубных решёток. Особенностью кожухотрубного устройства считается изготовления их наклонными или горизонтальными/вертикальными.

Принцип работы на примере пластинчатого теплообменника

Этот теплообменник был выбран непросто. Он отличается довольно сложным принципом действия , а потому идеально освещает некоторые общие особенности каждого вида агрегата. Каждая из пластин устройства монтируется к другой части с поворотом равным 180 градусов. В стандартном составе прибора можно встретить до четырёх подобных элементов. В комплекте они создают пакеты, которые отвечают за коллекторный контур. Сам же контур функционирует для создания движения теплоносителя. Конструкция теплообменника подразумевает наличие двух крайних контуров. Именно они не участвуют в процессе создания тепла механизмом.

На сегодняшний день производители техники предлагают пользователю получить два различных вида комплектации.

1. Одноходовой. Теплоноситель разделяется и создаёт параллельные потоки. Практически сразу же они стекают в выводной порт.
2. Многоходовой. Этот вариант подразумевает использование сложной схемы. Теплообменник начинает своё движение по одинаковому количеству задействованных каналов. Такой принцип работы подразумевает наличие дополнительных элементов (пластин), которые заканчиваются заглушками в отводных портах. Эта особенность добавляет сложности в обслуживание подобных элементов.

Теплообменники имеют сложную структуру, хотя в большинстве случаев советы по их использованию сводятся к одинаковым фразам. Конечно же, конструкция каждого из них уникальна, а потому примером выступает кожухотрубный теплообменник.

Вся сложность заключена в единственном правиле – как и любой прибор на планете, устройство теплообменника требует ремонта. Каждая процедура ремонта влечёт ряд второстепенных проблем, который специалисты стараются решить подручными средствами и способами. В этом механизме, как и в большинстве видов, присутствуют разные трубки. Именно они и являются самой частой причиной поломок. При проведении даже диагностики исправности этих элементов конструкции, следует чётко понимать – малейшее неверное действие и прибор может снизить уровень работы.

Все чаще встречаются люди и организации, которые покупают несколько теплообменников сразу. Эта особенность позволяет сразу же заменить повреждённое устройство новым.

Некоторые нюансы могут возникнуть и при регулировке агрегатов. Если неправильно ввести значения, то площадь работы теплообменника резко снизится. В этом случае происходит нелинейное изменение рабочей площади.

Главным советом специалистов становится отказ от самостоятельных действий по созданию любого вида теплообменника. Процесс рассчитан исключительно на производственный монтаж , а потому в домашних условиях его повторить невозможно.

Существует большое количество теплообменников. Одни из них дешевле, другие надёжнее, а третьи выдают лучший результат работы. Выбрать прибор сложно, но, возможно, зная основные их характеристики. Не стоит забывать и о правилах использования устройств, будь это кожухотрубные или пластинчатые изделия. Каждый вид работает исключительно с чёткими параметрами давления и условиями окружающей среды. Не стоит забывать и о советах специалистов, работающих с механизмами не первый год и знающих их особенности.