Теплообменники – агрегаты, которые используются для обмена температурами между теплоносителем и нагреваемым элементом. В качестве теплоносителя выступают газы, жидкость и пары. Теплообменник состоит из трубок, которые находятся внутри кожуха.

При выборе устройств следует обязательно обращать внимание на мощность устройств, учитывайте тип монтажа конструкций. Смотрите на технические параметры, которые указаны в инструкции. Не забывайте и о материале, подбирайте конструкции, которые являются прочными и износостойкими. Учитывайте также особенности монтажа устройств.

Содержание

Принцип работы и виды устройств
Назначение, плюсы и минусы
Выбор устройств
Материалы
Монтаж устройств

Принцип работы и виды устройств

Рекуперативные кожухотрубные теплообменники предназначены для передачи тепловой энергии от одного теплоносителя к другому. Устройство находится в постоянном движении, но они разделены стенкой.

Данный аппарат состоит из пучка металлических труб, они подсоединяются с обеих сторон. Эта конструкция помещается в стальной кожух цилиндрической формы, в комплект входят боковые крышки.

Для повышения теплоотдачи трубы снабжены специальными ребрами. Теплоноситель подается под давлением в межтрубное пространство, второй – циркулирует внутри труб.

Работа устройства состоит в том, что холодная и горячая рабочие среды двигаются по разным кожухам, теплообмен происходит в пространстве между ними. Рабочей средой внутри труб является жидкость, горячий пар проходит расстояние между трубами, образуя при этом конденсат. Чтобы  тепло не терялось, используются компенсаторы: линзы, сальники, сильфоны.

Кожухотрубные теплообменники делятся на подвиды в зависимости от направления движения теплоносителя:

• прямоточные;
• противоточные;
• перекрестноточные.

Кожухотрубные устройства выпускаются в разных вариантах:

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

По назначению кожухотрубные аппараты могут выступать:

• теплообменниками;
• холодильниками;
• конденсаторами, испарителями.

По способу установки устройства разделяются на:

• горизонтальные;
• вертикальные;
• наклонные.

ТК с температурными компенсаторами на корпусе работают при невысоких давлениях и при высоких температурах. Длина кожуха компенсируется через линзовые, сальниковые и сильфоновые компенсаторы.

ТК с самостоятельной компенсацией трубных пучков состоит из плавающей головки, которая соединяет трубки разного диаметра, она не сопряжена жестко с кожухом агрегата. Такая конструкция позволяет избегать деформации устройства теплообменника. Загрязнения труб и отложения убираются с помощью традиционных методов очистки. Конфигурации, длина и количество трубок обуславливает технические характеристики теплообменников.

Назначение, плюсы и минусы

Кожухотрубные теплообменники используются в химической, машиностроительной, газовой и нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности.

Среди сфер использования теплообменников такие:

• химическая промышленность;
• обогрев бассейнов;
• солнечные коллекторы;
• машиностроение;
• вентиляционные системы;
• пищевая промышленность;
• металлургия.

С годами устройства стали широко применяться, что обусловлено надежностью конструкции, разными вариантами исполнения моделей. Среди основных улучшений аппаратов такие:

• диапазон давления увеличился – от вакуума до высоких значений;
• требования по термическим напряжениям полностью удовлетворены;
• возможность извлечения пучка труб для очистки и ремонта;
• использование различных видов интенсификаторов;
• применение разных материалов, которые стойкие к коррозии, работают в разных температурных режимах и давлению;
• конденсация и кипение по горячей и холодной сторонам теплообменника.

Размеры системы могут быть различными: от бытового теплообменника в ванную комнату до промышленного. Нет необходимости очищать рабочую среду. Отдельный участок труб извлекается для чистки и ремонта.

Кожухотрубные теплообменники имеют ряд преимуществ:

• высокая устойчивость к гидроударам;
• возможность работы в условиях сильно загрязненных сред;
• высокий уровень эффективности;
• большая теплообменная площадь;
• низкая энергозатратность;
• безопасное использование.

Но есть и некоторые недостатки: это большая металлоемкость, которая выливается в высокую стоимость теплообменника. Устройства довольно часто ломаются и требуют тщательного ремонта.

Выбор устройств

При выборе устройств следует обязательно покупать только качественные изделия с высокой мощностью. Важно учитывать материал, который будет прочным, износостойким. Учитывайте габариты конструкций. Выбирая аппараты, следует учитывать такие параметры изделий:

• площадь поверхности устройства;
• температурный график;
• в каких средах работает устройство;
• допустимый уровень рабочего давления;
• габариты изделия;
• номинальные расходы теплоносителей.

Технические параметры теплообменников очень важны для правильной работы устройств. Кожухотрубный теплообменник должен быть надежным и долговечным. О высоком качестве теплообменника говорит длительные перерывы между ремонтами изделий и минимальное количество средств на техническое обслуживание.

Учитывайте также вероятность безотказной работы при разных режимах и разных условиях эксплуатации. Обязательно обращайте внимание на эргономичность устройств.

Уровень мощности устройства и теплогидродинамическое совершенство – важные характеристики. Учитывайте коэффициент полезного действия, при выборе агрегатов нужно учитывать температуру на входе и выходе контуров. Также следует обязательно обращать внимание на вязкость среды, в которой используется теплообменник.

Материалы

При выборе материала следует учитывать температуру поверхности, давление, которое поддерживается в аппарате, физико-химические свойства теплоносителей. Обязательно учитывайте эти критерии при выборе.

При изготовлении устройств и деталей используются сталь, чугун, цветные металлы. Чугун обладает отличными литейными свойствами, многие изделия из чугуна подвергаются коррозии.  Для корпусов, вентилей, кранов малых размеров применяется ковкий чугун с высокой ударной вязкостью. При выборе материала для прокладки нужно учитывать параметры среды, а также торцевых поверхностей.

Стальные теплообменники имеют много преимуществ, это пластичный материал, который стоит недорого. Стальные котлы быстро остывают, отлично переносят температурные перепады, исключены механические повреждения. Минус устройств – образование трещин, также подвергаются коррозии. Агрегат имеет крупногабаритные размеры, имеет огромный удельный вес и объем. Устройства легко транспортируются, теплообменники поддаются ремонту, ломаются нечасто.

Чугунные устройства имеют высокую стойкость к коррозии, но при высоких температурах довольно часто происходит растрескивание материала. Чугун имеет высокую стоимость, также он хрупкий. Чугунные котлы быстро нагреваются и медленно остывают. Они имеют секционную конструкцию, легко транспортируются, у них отличная ремонтопригодность. Устройства крупногабаритные и имеют больший объем.
Медные теплообменники имеют небольшой вес, компактность. Устройства передают много тепла, гораздо больше, чем стальные и чугунные конструкции. Минус устройств в том, что они менее надежны, чем другие.

Теплообменники из нержавеющей стали стоят дорого, они обладают высокой коррозийной стойкостью, инертностью. Такие изделия обладают высокой прочностью, износостойкостью, они ремонтопригодны и практичны.

Монтаж устройств

Технология монтажа теплообменников зависит от места и способа установки. Они монтируются на открытой площадке, постаменте или в здании. Способы установки: вертикальный, горизонтальный.

Горизонтальные устройства размещаются на открытой площадке, они выполняются в виде железобетонных столбов с анкерными болтами. При этом гайки на болтах полностью не затягивают. Вертикальные устройства при монтаже проверяются по уровню и отвесу.

На открытых площадках монтаж кожухотрубных теплообменников. Устройства монтируются с применением талей, домкратов, лебедок и такелажной оснастки.

Перед монтажом обязательно следует проверить наличие прокладок, комплектацию съемных деталей, а также правильность их расположения.  Проверьте при покупке, все ли детали на месте.

Напольные котлы требуют еще и установки насоса, расширительного бака, а также предохранительной аппаратуры. Такие устройства транспортабельные. Настенные агрегаты представлены одноконтурными устройствами, которые нужны для отопления, двухконтурные приборы используются для отопления и подачи горячей воды.

Кожухотрубные устройства – агрегаты, по которым циркулирует теплоноситель, размещенный внутри кожуха. Скорость движения рабочей среды зависит от количества трубок, которые расположены в кожухе. Чем больше скорость, тем выше показатели теплоотдачи устройства.

При выборе ориентируйтесь на высокопрочные материалы, которые обладают высокой стойкостью к коррозии. Старайтесь выбирать изделия с отличной сборкой. Надеюсь, что наши советы и рекомендации помогут вам в дальнейшем. Думаю, что теперь вы сможете правильно выбрать кожухотрубный теплообменник.