Теплообмінники: види, будова та принцип роботи. Теплообмінники для котлів

Теплообмінники, види пристрій і принцип роботи яких будуть описані в статті, являють собою спеціальні прилади для передачі теплової енергії від нагрівається теплоносія до холодного. Останнім може виступати газоподібна або рідка субстанція.

Область використання

Процес теплообміну важливий у багатьох галузях промисловості, а саме в хімічній, харчовій, металургійній та енергетичній галузях. Теплообмінне обладнання сприяє передачі енергії між носіями допомогою розділової стінки між ними. Процес можна назвати дуже складним, він поділяється за загальноприйнятими канонами на теплопровідність, теплове випромінювання та конвекцію. На практиці ці процеси одночасно протікають в заданих пропорціях. Для теплообміну найбільшу важливість відіграє конвективний процес, який являє собою спільну дію теплопровідності і конвекції.

Види теплообмінників

Теплообмінники, види пристрій і принцип роботи яких повинні бути відомі споживачеві перед придбанням приладу, можуть належати до різних типів в залежності від конструкції. Якщо класифікувати агрегати за способом передачі тепла, то їх можна розділити на змішувальні і поверхневі, а також рекуперативні і регенеративні. Перша різновид передбачає передачу тепла допомогою змішування між собою двох робочих середовищ. Такі пристрої мають більш просту конструкцію, якщо проводити порівняння з поверхневими теплообмінниками. У них теплова енергія використовується більш повно. Однак можна виділити і недолік, який виражається в можливості використання приладу тільки при змішуванні теплоносіїв.


Теплообмінники, види пристрій і принцип роботи яких описуються у статті, можуть бути поверхневими, в них робочий теплоносій обмінюється енергією крізь стінки роздільника. Такі агрегати можуть бути регенеративними і рекуперативними.

Різновиди поверхневих теплообмінників

Розглядаючи характеристики теплообмінників рекуперативного типу, ви зможете зауважити, що їх робота заснована на передачі тепла за допомогою розділової стінки. При цьому вода спрямовується в одному напрямку в кожній з точок стінки. Друга різновид поверхневого теплообмінника – регенеративний агрегат, він має відмінну особливість, яка виражена в тому, що вода, торкаючись певною поверхні нагріву, час від часу змінює напрямок потоку.

Пристрій і принцип роботи кожухотрубних теплообмінників

Найпопулярнішими в промисловості сьогодні є рекуперативні теплообмінні пристрої. Якщо розділити їх по конструктивним особливостям, то можна виділити кожухотрубні агрегати. Ці прилади представлені пучками труб, які приварені до кожуха. Труби, в свою чергу, зафіксовані до трубних решітках, закриваються кришками на болтах або прокладках. Перший теплоносій, долаючи штуцер, розташований на корпусі, тече по трубному простору. Інший теплоносій курсує по трубах. Такий кожухотрубчатый теплообмінник має безліч ходів, на кришці і корпусі його розташовуються перегородки. Для підвищення тепловіддачі труби виготовляються з ребрами методом намотування стрічки або накатки. Кожухотрубчатый теплообмінник може мати досить просту конструкцію, при цьому пристрій називається елементним і не має перегородок. Такі агрегати можуть допускати високий тиск, але конструкція їх буде більш складною та громіздкою.

Принцип роботи і пристрій пластинчастого теплообмінника для котельного обладнання

Пластинчасті теплообмінники, види, пристрій і принцип роботи яких описані у цій статті, належать до класу рекуперативних пристроїв. Ці апарати мають теплообмінну поверхню, яка утворена цілим набором штампованих тонких сталевих пластин з гофрованим підставою. Ці теплообмінники для котлів мають у своєму складі елементи, зібрані в єдиний пакет, який формує між собою канали, за останніми проходить теплоносій, обмінюється тепловою енергією. Принцип роботи таких пристроїв не можна назвати самим простим, у ньому пластини встановлюються по відношенню один до одного з поворотом на 180 градусів. Це дозволяє скомпонувати 4 елементи, з яких два будуть ставитися до колекторному контурі відводу, тоді як інші – до подачі теплоносія. Два крайніх елемента в процесі обміну тепловою енергією брати участь не будуть. Такі теплообмінники для котлів можуть володіти різним принципом дії в залежності від компоновки, яка буває багатоходової або одноходової. В останньому випадку теплоносій поділяється на паралельно йдуть потоки, він проходить по всіх каналах і спрямовується для виведення в порт. Багатоходова компонування припускає використання більш складної схеми, так як теплообмінник в цьому випадку пересувається по однаковому числу каналів. Це досягається дещо іншим способом, який виражений у наявності додаткових пластин. У них входять глухі порти. Крім іншого, обслуговувати дану різновид пластинчастого теплообмінника дещо складніше.

Характеристики масляних теплообмінників

Масляний теплообмінник використовується для того, щоб виключити підвищення температури теплоносія до критичної межі в потужних двигунах. Якщо допустити перегрівання моторного масла, то це може стати причиною серйозних проблем, які можуть бути виражені в зміні в'язкості палива, а також підвищення інтенсивності його вигорання. Якщо речовина виявляється перегрітим, то змащення тертьових запчастин забезпечується недостатньо якісно, це може ускладнити охолодження двигуна.

Плюси масляних теплообмінників

Використання подібного пристрою дозволяє отримати безліч переваг. По-перше, це виключення ймовірності того, що температура масла виявиться нижче температури охолоджуючої рідини. Це вказує на те, що в деталях двигуна, які стикаються з маслом, буде виникати менше напруги. По-друге, встановлення теплообмінника можна здійснити в будь-якому зручному місці на двигуні, при цьому ви з легкістю зможете відмовитися від безлічі сполук і довгих трубопроводів.

Теплообмінники для лазні: характеристики

Теплообмінник для лазні може класифікуватися залежно від місцезнаходження по відношенню до опалювального приладу. Таким чином, прилад може розташовуватися безпосередньо в тілі печі, біля труби димоходу або близько корпусу опалювального приладу. Подібні агрегати покликані виконувати одні і ті ж функції. Методом контакту з розжареною поверхнею димоходу або топки вони гріють рідина в ємності значного розміру, використовуючи при цьому принцип конвекції. Їх застосування дозволяє господарям розташувати водяний бак не в самій парної, а в сусідньому приміщенні. Виготовити такий пристрій можна і самостійно, застосувавши сталеві листи, а також труби. Тільки провести роботи не вдасться, якщо ви не маєте зварювального апарату, а також не володієте навичками роботи з ним.