Не более чем, 20 лет назад вопрос: что выбрать трубчатый теплообменник или пластинчатый, не существовал. В большинстве случаев применялись трубчатые теплообменники. Но ничего не стоит на месте, со временем появилось более эффективное теплообменное оборудование. На смену трубчатым теплообменникам стали использовать пластинчатые. В этой статье мы постараемся разобраться в преимуществах и недостатках обоих видов теплообменников.
Помогать нам будет инженер – теплотехник Белгородских тепловых сетей, Сизов Петр Михайлович. Он любезно ответил на наши вопросы, и мы надеемся, эти ответы помогут нашим заказчикам с выбором необходимого им теплообменного оборудования.
Как происходит процесс теплообмена в трубчатом теплообменнике?
- Процесс теплообмена в таких теплообменниках происходит через теплопередающую поверхность (поверхность трубок внутри теплообменника). Среды в теплообменнике движутся в двух пространствах: трубном и межтрубном.
Рассмотрим пример нагрева. Греющий теплоноситель от источника тепла поступает в межтрубное пространство, в котором расположены трубки (трубное пространство). По этим трубкам протекает нагреваемый теплоноситель. Греющий теплоноситель проходит по межтрубному пространству и контактирует с поверхностью трубок, таким образом он он нагревает вторую среду. Среды в таком теплообменнике движутся в противотоке.
Как работает пластинчатый теплообменник?
- В пластинчатом теплообменнике среды обмениваются теплом тоже через теплопередающую поверхность, которой являются пластины теплообменника. Пластины при сборке образуют пакет, в котором есть каналы. По этим каналам протекают греющий и нагреваемый теплоносители.
Рассмотрим пример нагрева. Условно, возьмем для примера одну пластину. С одной стороны этой пластины по каналам будет протекать греющий теплоноситель. С другой стороны пластины будет протекать нагреваемый теплоноситель. Среды движутся по каналам в противотоке. При этом происходит теплообмен между теплоносителями – одна среда нагревает другую.
Какие сильные и слабые стороны у трубчатых теплообменников?
Преимущества:
- Хорошая стойкость к гидроударам. Высокие рабочие характеристики по давлению.
- Небольшая разница температур греющего и нагреваемого теплоносителя (1С - 2С)
- Менее требовательны к качеству воды. Но это пункт спорный. Т.к. забитый теплообменник резко теряет свои теплопередающие свойства.
Недостатки:
- Низкий коэффициент теплопередачи. Эффективность нагрева хуже, чем у пластинчатых теплообменников.
- Большие габаритные размеры. Большой вес и металлоемкость конструкции. Требует большой площади для монтажа и специального фундамента.
- При ремонте, не редко, проводят заглушку вышедших из строя трубок. Это снижает теплопередающую поверхность теплообменника.
- Течь теплообменника в трубном пространстве можно обнаружить только при разборке теплообменника
- Промывку можно проводить только безразборным способом. Наиболее сложно удалять отложения в трубках теплообменника, особенно когда они сильно зарастают накипью.
- Необходима теплоизоляция конструкции
- Невозможно увеличить поверхность теплопередачи.
Какие преимущества и недостатки у пластинчатых теплообменников?
Преимущества:
- КПД 80-85%.
- Коэффициент теплопередачи выше чем у трубчатых теплообменник. Эффективность нагрева лучше.
- Компактные размеры и патрубки, расположенные с одной стороны. Это экономит место и упрощает монтаж оборудования.
- Есть возможность увеличить мощность теплообменника. Для этого необходимо, просто, добавить пластины.
- Простота сервисного обслуживания. Промывку теплообменника можно проводить разборным способом, силами 2 человек.
- Не требуют теплоизоляции.
- Пониженная загрязняемость. Среды при движении в каналах достигают высокой степени турбулентности. Это уменьшает образование отложений на поверхности пластин.
Недостатки:
- Относительно высокие гидравлические потери.
- Более требовательны к качеству воды, чем трубчатые.
-
Какое оборудование дешевле?
При сравнении оборудования работающего для систем горячего водоснабжения и отопления, т.е. при использовании в системах ЖКХ - трубчатые теплообменники будут незначительно дешевле пластинчатых теплообменников. Но сравнение только закупочной цены – это неверный метод. Необходимо сравнивать цену и стоимость сервисного обслуживания оборудования.
Если сравнивать по схеме: закупочная цена + цена эксплуатации оборудования, то пластинчатые теплообменники, явно выигрывают.
Какие теплообменники проще обслуживать?
В силу своей разборной конструкции, пластинчатые теплообменники проще обслуживать. А эффективность промывки выше, потому что при разборной промывке мы можем визуально проконтролировать качество проведенных работ. Все детали в разборных теплообменниках легко заменить при ремонте.
Какой срок эксплуатации?
Правильнее будет использовать термин «межремонтный период», т.е. срок до проведения капитального ремонта. По заявлениям производителей, у трубчатых теплообменников этот период 5-10 лет. У пластинчатых 10-15 лет.
Какие выводы необходимо сделать?
На данный момент идут разработки трубчатых теплообменников, которые по своим характеристикам приближены к пластинчатым. Но цена и стоимость обслуживания такого оборудования пока не известны. Поэтому, для работы в системах ЖКХ, паровых системах, промышленности наилучшим выбором будет разборный пластинчатый теплообменник.
Если ваше оборудование будет работать в условиях повышенного давления (более 25 бар) или повышенной температуры (более 200С), то необходимо обратить внимание на трубчатые теплообменники.