Полусварной пластинчатый теплообменник состоит из набора сварных модулей. Каждый модуль образован двумя теплообменными пластинами, сваренными между собой лазерной сваркой. Модули стянуты в единый пакет торцевыми плитами с помощью болтов. Каналы между двумя сварными модулями уплотняются резиновыми прокладками аналогично разборным теплообменникам.
Полусварной пластинчатый теплообменник используется, когда один из теплоносителей имеет высокое давление или температуру или является опасным веществом. Данное вещество протекает по каналам, образованным сваренными между собой пластинами. Необходимо, чтобы это вещество не оставляло загрязнений, удаление которых потребовало бы разборки теплообменника. Отсутствие резиновых прокладок в сварных модулях, как элементов наиболее подверженных разрушению при работе в агрессивных условиях, гарантирует герметичность контура. Материалы пластин аналогичны материалам разборных теплообменников – нержавеющие стали AISI304 и AISI316, титан и др. В остальном полусварной пластинчатый теплообменник по конструкции повторяет разборный.
Области применения
В системах холодоснабжения полусварной пластинчатый теплообменник используется в качестве испарителя и конденсатора. Хладагент (фреон) протекает внутри сварных модулей, возможность его утечки при этом исключена.
В теплоснабжении, где греющим теплоносителем является пар высокого давления.
Нагрев и охлаждение агрессивных сред в технологических процессах различных отраслей промышленности.
Преимущества и недостатки
Говоря о преимуществах и недостатках полусварных пластинчатых теплообменников стоит помнить, что конструктивно они схожи с разборными пластинчатыми теплообменниками. Поэтому все плюсы и минусы разборных теплообменников относятся и к полусварным. Помимо этого полусварной пластинчатый теплообменник имеет и свои характерные преимущества. Основным таким преимуществом является возможность его применения для агрессивных сред и сред с предельными параметрами. Из очевидных недостатков можно выделить невозможность механической чистки контура, который образован сварными модулями
Полусварные пластинчатые испарители
При реконструкции существующих и проектировании новых систем холодоснабжения современные предприятия, как правило, отказываются от использования малоэффективных трубчатых, кожухотрубных и панельных теплообменников в пользу пластинчатых аппаратов, которые отличаются более высоким коэффициентом теплопередачи, меньшими габаритными размерами, меньшей массой и аммиакоемкостью. Немаловажным фактором, влияющим на выбор пластинчатых теплообменников, является простота их конструкции, что позволяет квалифицированному персоналу предприятия самостоятельно (не привлекая сторонних специалистов), без применения специального оборудования производить ремонтные и профилактические работы, а также очистку теплопередающих поверхностей пластин от отложений и загрязнений.
Полусварные пластинчатые теплообменники особенно эффективны в составе аммиачных холодильных установок. Применяются они как испарители, конденсаторы аммиака, как утилизаторы тепла и переохладители жидкого аммиака (конденсата). Также они используются в качестве теплообменников для охлаждения масла и других жидкостей.
Если в аммиачных холодильных машинах испарителями служат полусварные пластинчатые теплообменники – на первый план выходят все преимущества теплообменных аппаратов закрытого типа:
- Сокращается потребление электроэнергии циркуляционным насосом;
- В связи с отсутствием аэрации хладоносителя уменьшается коррозионное воздействие на внутренние поверхности теплообменных пластин;
- Практически исключается теплоприток в систему через внешнюю поверхность аппарата;
- Становится ненужным применение мешалки для циркуляции хладоносителя и, как следствие, исключаются утечки хладоносителя через ее сальниковые уплотнения;
- Исключаются утечки хладоносителя через выводы секций к масляному коллектору;
- Становится возможным произвольное размещение теплообменника по высоте безотносительно к положению охлаждающих приборов.
- В случае остановки насосов циркуляции – исключается перелив хладоносителя.
Гофрированная поверхность теплообменных пластин создает в потоке жидкости турбулентные возмущения, благодаря которым поверхности самоочищаются, что увеличивает срок эксплуатации теплообменников. Так же за счет возможности добавления (удаления) теплообменных пластин (кассет) появляется возможность подбирать оптимальную площадь теплообменной поверхности и, тем самым, наращивать (снижать) мощность теплообменника. Как правило, для каждого конкретного случая, подбор оптимальных параметров производится на основании технико-экономических расчетов.
Благодаря той же турбулизации потока и минимальной разницы температур между средами применяя полусварные пластинчатые испарители можно получать воду с температурой близкой к точке замерзания без риска замерзания воды и разрушения испарителя. Более того, правильно рассчитав оптимальные параметры работы пластинчатого испарителя, точно отрегулировав давление (температуру) кипения хладагента и применив защиту от замораживания – на выходе пластинчатого теплообменника можно получить переохлажденную воду с ледяными кристалликами.
Полусварные пластинчатые конденсаторы
При использовании в качестве аммиачных конденсаторов полусварных пластинчатых теплообменников заказчик приобретает следующие преимущества:
- Из-за простоты конструкции повышается ремонтопригодность аппарата, возрастает удобство его разборки – сборки. Не демонтируя подводящих трубопроводов аппарат можно разобрать в габаритах рамы пластинчатого конденсатора.
- Меньшие, по сравнению с кожухотрубными конденсаторами, габаритные размеры и вес пластинчатых конденсаторов сочетаются с более высокими (в 4-5 раз) коэффициентами теплопередачи.
- Кассетная конструкция полусварных пластинчатых теплообменников позволяет увеличивать (уменьшать) площадь теплообмена, регулируя, тем самым, мощность и производительность теплообменника.
- Обусловленная геометрией внутренних поверхностей высокая турбулентность внутриканального потока, приводит к самоочищению этих поверхностей, что увеличивает срок эффективной эксплуатации пластинчатого аммиачного конденсатора и снижает затраты на его профилактическое обслуживание.
Полусварные пластинчатые форконденсаторы, переохладители и маслоохладители
Простота обслуживания и конструкционные особенности полусварных пластинчатых теплообменников обеспечивают высокую универсальность их применения. Так аммиачные полусварные пластинчатые теплообменники используются не только как испарители и конденсаторы в холодильных установках, но и для других технологических целей. Например большой эффект дает применение пластинчатых теплообменников для утилизации теплоты перегретых паров аммиака. При этом, учитывая высокотемпературный потенциал охладительного цикла, применение полусварных пластинчатых теплообменников в качестве форконденсаторов позволяет осуществлять нагрев воды для технологических нужд и отопления помещений нагретым теплоносителем.
С другой стороны для повышения холодопроизводительности и теплоэнергетических показателей работы холодильной установки эффективно использовать полусварные пластинчатые теплообменники в качестве переохладителей жидкого аммиака. Кроме того, при их использовании для охлаждения масла в винтовых компрессорах исключается перегрев компрессора и снижается тепловая нагрузка на масло, что увеличивает срок интенсивной эксплуатации компрессора между заменами масла.
