Un intercanviador de calor de plaques és un tipus d’intercanviador de calor recuperador, el principi del qual es basa en la conversió i el moviment de l’energia tèrmica d’un medi a un altre, mitjançant plaques de contacte. Reunits en un paquet, formen una mena de canals pels quals es mou el refrigerant. Els paràmetres i les dimensions del dispositiu estan indicats per les normes de GOST 15518-83.
Tipus d’intercanviadors de calor
Segons el grau d’accessibilitat al manteniment i la inspecció, els intercanviadors de calor es divideixen en diversos tipus:
- plegable,
- brasat,
- soldat,
- semisoldada.
Plegable
Els aparells d’aquest tipus es munten i desmunten per al manteniment, inspecció i reparació periòdics. El procés de transferència de calor es realitza mitjançant plaques que s’alternen entre si, formant dos circuits de moviment. Això elimina la barreja d’energia tèrmica entre els dos corrents. Totes les plaques estan separades per separadors de goma.
Brasat
Els dispositius d’aquest tipus no es desmunten, a diferència del tipus considerat anteriorment, i totes les plaques es solden juntes. Els avantatges d’aquests dispositius es consideren un cost assequible i unes dimensions reduïdes. El principal àmbit d'aplicació són les calderes de gas domèstiques i altres sistemes de calefacció.
Soldat
Les unitats d’aquesta classe consten de plaques soldades entre si sense segells de goma. El moviment del flux de calor es produeix a través de dos canals: un al llarg del corrugat, el segon al llarg del tubular. Entre els desavantatges hi ha l’elevat cost del dispositiu i la seva mida. Els portadors de calor d’aquesta classe s’utilitzen a escala industrial.
Semi-soldat
Una estructura formada per plaques que s’instal·len de manera combinada. Els segells estan situats a l'exterior de les plaques soldades per parelles. Aquests equips permeten utilitzar-lo en entorns extremadament agressius o en sistemes de refrigeració.
Avantatges i inconvenients
Entre els aspectes positius de l’ús d’aquestes unitats hi ha:
- manca de grans costos de producció i inversió;
- eficiència del subministrament de calor;
- mida petita;
- capacitat d’autoneteja deguda a un alt flux turbulent;
- a causa de l’augment del nombre de plaques, és possible aconseguir un augment de l’eficiència;
- fiabilitat;
- facilitat de manteniment i rentat;
- pes lleuger;
- facilitat d'instal·lació;
- contaminació superficial mínima;
- eliminació completa de la barreja de diferents tipus de refrigerant, gràcies a un sistema de segellat especial;
- resistencia a la corrosió;
- l'alta eficiència proporciona una superfície d'intercanvi de calor mínima;
- la capacitat de reduir al mínim les pèrdues de pressió mitjançant l'ús de plaques amb diferents tipus de perfils;
- regulació de la temperatura.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor de plaques inclouen:
- la necessitat de connexió a terra;
- exactitud a la qualitat del refrigerant.
Un gran nombre d’avantatges permet l’ús d’intercanviadors de calor en el segment domèstic i industrial.La demanda del refrigerant probablement no sigui un inconvenient, sinó una necessitat, per evitar la freqüència de la substitució de plaques que han quedat inutilitzables.
Intercanviador de calor de plaques
L’intercanviador de calor de plaques s’utilitza àmpliament per a l’intercanvi de calor de vapors o líquids i actua com a refrigerador, preescalfador o condensador. Consta de diversos components:
- placa mòbil;
- placa fixa;
- canonades de derivació amb brida roscada i connexió soldada;
- un conjunt de plats units;
- guies inferior i superior;
- suport roscat per a la fixació i els tacs.
Els segells de goma es troben entre les plaques. El moviment de l'energia tèrmica es produeix segons diversos esquemes:
- flux directe,
- contracorrent,
- mixta.
La selecció d'equips per a la instal·lació al sistema de calefacció i el càlcul es realitzen mitjançant un programari especial desenvolupat específicament per a aquests propòsits.
Esquema de connexió
Per connectar la placa TO, s’utilitza un esquema clàssic en el qual intervenen les canonades d’entrada i sortida de refrigerant situades al panell frontal. Molt sovint, aquests forats es col·loquen de manera que proporcionin un contracorrent d’energia tèrmica i evitin la barreja de fluxos freds i calents.
La segona opció per connectar l'intercanviador de calor utilitza els mateixos brocs d'entrada i sortida, que es poden situar no només al tauler frontal, sinó també a la part posterior.
La connexió dels fluxos d’entrada i sortida d’energia tèrmica es produeix mitjançant broquets, amb connexió brida, roscada o soldada.
En alguns casos, no s’utilitzen tubs de derivació. A continuació, la connexió es realitza perforant forats addicionals amb un fil intern per a la instal·lació de tacs, que serviran com a fixació del refrigerant a la canonada. Com a junta, podeu prendre un segell de goma o goma resistent a la calor.
Normes de selecció
L'elecció de l'equip depèn de diversos paràmetres, cadascun dels quals es calcula individualment, depenent d'on s'instal·larà l'intercanviador de calor.
En triar un model, heu de determinar els punts següents:
- tipus de medi (vapor, aigua, etc.);
- indicadors de temperatura a l’entrada i sortida del refrigerant;
- pèrdua de pressió admissible;
- indicadors de temperatura màxima;
- pressió màxima a l’interior del dispositiu;
- càrrega tèrmica en equips.
Després d’obtenir dades sobre aquests paràmetres, cal calcular els indicadors del sistema d’intercanvi de calor. Després d’això, podeu començar a triar un model basat en els indicadors de potència disponibles, el cabal d’aigua, el diàmetre i la zona d’intercanvi de calor.
Principi de funcionament
El principi de funcionament d’un intercanviador de calor de plaques no es pot anomenar simple. Les plaques s’instal·len en un angle de 180 graus entre si. Normalment es tracta d’una soldadura de dos parells de plaques que proporcionen entrada i sortida d’energia tèrmica. El parell extrem no participa en el procés de transferència de calor.
Depenent de les característiques de disseny, els intercanviadors de calor se solen dividir en tres tipus:
- monocircuit,
- multi-circuit,
- bidireccional.
La circulació d’energia tèrmica en un dispositiu de circuit únic es realitza de manera permanent, al llarg de tot el circuit i en una direcció, amb un contracorrent simultani del refrigerant.
El moviment del portador de calor a l’equip multicircuit es produeix en diferents direccions. Aquests dispositius només s’utilitzen si hi ha una lleugera diferència de temperatura en el flux de retorn i d’entrada.
El moviment de l'energia calorífica en dispositius bidireccionals es produeix al llarg de dos circuits independents, sotmesos a un control constant sobre el subministrament de calor.
Hi ha un altre tipus de dispositiu: un intercanviador de calor de plaques de vapor, que s’encarrega de escalfar aigua o altres líquids al sistema de calefacció. El principi de funcionament d’aquest dispositiu no és diferent dels models estàndard d’agregats de plaques.
Plaques per a intercanviador de calor de plaques
L'acer, d'1 mm de gruix, s'utilitza com a material per a les plaques. Per turbul·lar el flux de refrigerant i augmentar l'àrea d'intercanvi de calor, la part de flux de les plaques és acanalada o ondulada.
Quan es veu en secció, la superfície ondulada té un perfil de triangle equilàter. La resistència i el cabal depenen del grau de l'angle en què es troba la ondulació. Com més nítida sigui, menor serà la resistència i major serà la velocitat del refrigerant.
A més de l’acer, també s’utilitzen altres aliatges per a la fabricació de plaques bescanviadores de calor, segons el lloc on funcionarà el dispositiu.
Aplicacions
Cada tipus d’intercanviador de calor té la seva àrea d’aplicació.
Normalment s’utilitzen intercanviadors de calor amb juntes:
- per a la instal·lació de xarxes de calefacció;
- a cambres frigorífiques;
- a piscines, etc.
S'utilitzen dispositius soldats:
- als congeladors;
- en sistemes de climatització;
- en sistemes de ventilació;
- en instal·lacions de compressors.
Els dispositius soldats i semisoldats han trobat la seva aplicació:
- en sistemes de climatització i ventilació;
- a la indústria farmacèutica;
- a la indústria alimentària;
- en sistemes de calefacció i subministrament d’aigua calenta;
- en bombes de circulació, etc.
En ús domèstic, es troba sovint un tipus d’intercanviador de calor soldat. S’encarrega de refredar o escalfar l’energia tèrmica.
Un intercanviador de calor és un element del sistema utilitzat a les indústries de serveis públics, alimentaris, metal·lúrgics i de petroli i gas, així com a la construcció naval. La prevalença d’avantatges sobre desavantatges indica el seu ús efectiu. Després d’haver identificat correctament les característiques tècniques i les tasques del dispositiu, podeu instal·lar el sistema de calefacció a casa mitjançant els dibuixos i els diagrames de connexió de l’intercanviador de calor disponibles a Internet.
