Deskové výměníky tepla: typy, konstrukce a princip činnosti

Deskový výměník tepla – jeden z typů rekuperačních teplosměnných zařízení, jejichž provoz je založen na výměně tepla mezi dvěma médii přes kontaktní desku bez míchání.

Typy, konstrukce a princip činnosti deskových výměníků tepla

1. Na vstupy TO jsou přiváděny nosiče tepla.
2. Nosiče tepla se pohybují po vnitřním okruhu teplosměnné jednotky, která je tvořena paketem desek.
3. Teplejší chladivo při pohybu při kontaktu s povrchem desky odevzdává část tepla ohřátému prostředí.
4. Z vývodů se teplonosné látky se změněnou teplotou dostávají do topného, ​​vodovodního nebo ventilačního systému.
5. Vstupní a výstupní otvory výměníků mohou mít různé průřezy (u jednotek Ridan průměr dosahuje 500 mm) a jsou napojeny na hlavní potrubí systému pomocí potrubí.

Tento princip fungování a struktura desky TO jsou dobře demonstrovány v následujícím videu:

Princip činnosti deskového výměníku tepla

Typy deskových výměníků tepla v závislosti na konstrukci:

• skládací;
• pájené;
• svařované;
• polosvařované.

Deskové výměníky tepla

Deskový výměník tepla je zařízení, ve kterém hlavní funkci přenosu tepla mezi nosiči tepla plní deskový paket. Média se vzájemně nemísí díky střídání desek s hustými pryžovými těsněními, které tvoří dva pohybové okruhy.

Tento typ jednotky dostal název „demontovatelný“, protože balík desek se nejen smontuje, ale také rozebere při pravidelné údržbě (proplachování) nebo opravě.

Strukturní schéma demontovatelného výměníku tepla

Rozebíratelný výměník tepla se skládá z následujících prvků:

• Pevná přítlačná deska – hlavní prvek.
• Desky zařízení pro výměnu tepla, vyrobené z nerezové oceli nebo titanu, jsou k sobě přitlačeny pomocí těsnění. Počet desek závisí na technických parametrech a požadavcích na vybavení.
• Balíček talířů – hlavní funkční prvek, který tvoří vnitřní obrys zařízení a provádí výměnu tepla.
• Ložisková základna – vodicí nosník, na který se při montáži jednotky pokládají desky.
• Pohyblivá přítlačná deska – přitlačí celé balení k pevné přítlačné desce pomocí upevňovacích prvků: stahovací šrouby, ložiska, pojistné podložky.
• Podpěrný rám – svislý prvek, ke kterému jsou připevněny vodicí nosníky (horní a spodní nosné nosníky).

Díky vysoké rychlosti pracovního média uvnitř rozebíratelných výměníků se usazeniny a ucpání hromadí na jeho vnitřních površích pomaleji než na površích plášťových jednotek.

Nepochybnou výhodou tohoto typu údržby je možnost zařízení kompletně rozebrat, což umožňuje nejen mytí desek, ale i jejich mechanické čištění.

Za zmínku také stojí, že možnost úplné demontáže jednotky vám umožňuje v případě netěsností ji zcela nevyměnit, ale rychle identifikovat nefunkční prvky, vyměnit je a uvést výměník tepla zpět do provozu. Pokud máte po ruce potřebné náhradní díly, celý postup zabere několik hodin až 1 hodinu.

Pájené výměníky tepla

Pájené výměníky tepla obsahují ve svém jádru také deskový paket, ale rozdíl od odnímatelných výměníků je ten, že jsou pájeny dohromady, takže montáž/demontáž takového bloku je nemožná.

Pájení se provádí pomocí niklu nebo mědi, což je důvod, proč existují dva hlavní typy pájených deskových výměníků tepla: niklem pájené a mědí pájené. Niklová pájka se používá pro zařízení, která budou pracovat s agresivnějším prostředím.

Pájený deskový výměník tepla v sekci

Pájené výměníky se používají především v segmentu domácností pro jejich nízkou cenu, jednoduchost a malé rozměry. Nejčastěji se tento typ zařízení nachází v topných systémech soukromých domů, kde je výměník tepla připojen k kotli na ohřev vody.

Polosvařované výměníky tepla

Polosvařované výměníky tepla jsou jednotky, ve kterých je paket desek vyroben kombinovanou metodou:

• desky jsou svařeny dohromady v párech;
• Těsnění jsou připevněna na vnější straně takového dvojitého minibalení;
• poté je připojen další svařený mini-balíček.

Místa párového svařování plechů

Tento typ konstrukce umožňuje použití polosvařovaných výměníků tepla při práci s agresivním prostředím nebo při chlazení, protože svařování desek eliminuje možnost úniku freonů v chladicím okruhu.

Svařované výměníky tepla

Svařované výměníky tepla jsou zařízení, ve kterých jsou desky svařeny dohromady bez použití těsnění.

Vnější pohled na svařovaný výměník tepla

Jeden z proudů chladicí kapaliny se pohybuje vlnitými kanály, druhý trubkovými. Princip činnosti svařovaného deskového výměníku tepla je znázorněn v tomto videu:

Princip činnosti svařovaného výměníku tepla

Svařované výměníky se používají v technických procesech s extrémními parametry: vysoké teploty (až 900 stupňů Celsia), tlak (až 100 bar) a extrémně agresivní prostředí, protože absence pryžových těsnění a metoda svařované adheze eliminují možnost úniku a promíchání prostředí.

Hlavní nevýhodou tohoto typu jednotek jsou vysoké náklady a rozměry.

Aplikace deskových výměníků tepla

Deskové výměníky tepla se používají v:

• energie;
• topení;
• větrání a klimatizace;
• lodní doprava;
• potravinářský průmysl;
• strojírenství;
• automobilový průmysl;
• hutnictví.

Technické vlastnosti deskových výměníků tepla

Deskový výměník tepla má různé technické vlastnosti v závislosti na typu konstrukce: