Зачастую под кожухотрубным теплообменником понимается громоздкий агрегат с малым КПД, который обуславливался большим диаметром внутренних трубок. Такие аппараты раньше использовались повсеместно, но постепенно их существенно вытеснили более компактные и эффективные пластинчатые устройства. Однако современные производители, подстраиваясь под требования потребителя, существенно изменили конструкцию своих устройств, значительно улучшив их характеристики. Купить кожухотрубный теплообменник, который по своей эффективности не будет уступать пластинчатому можно на сайте интернет-магазина ХитЭнерджи.
Сравнение кожухотрубных и пластинчатых теплообменников
В настоящее время инженеры-конструкторы смогли далеко уйти от старых недостатков конструкции кожухотрубных теплообменников. Так, установка ребристых трубок и нанесение на них металлического покрытия с пористой структурой помогла значительно повысить КПД агрегатов. Уход от округлой цилиндрической формы в сторону других дал возможность сократить габаритные размеры и увеличить соотношение площади поверхности к поперечному сечению. Что дополнительно повысило эффективность работы оборудования.
Вес агрегатов тоже уменьшился за счет их изготовления из более легких современных материалов. Конечно, все это не делает кожухотрубные устройства полностью идентичными пластинчатым, однако теперь их характеристики не так разительно отличаются, а в чем-то и превосходят.
Более подробное сравнение аппаратов приведено в таблице 1
Таблица 1
| Пластинчатый | Кожухотрубный |
Конструкционные особенности | Теплоносители текут по каналам, образованным гофрированной поверхностью пластин. Последние собираются в единый модуль (паяный или разборный). | Рабочая среда перемещается по пучку трубок и межтрубному пространству. Трубки располагаются в металлическом кожухе. |
Рабочая температура | ● до 195 °С (только при наличии специальных прокладок) — разборные; ● до 190 °С — паяные | Более 200 °С |
Рабочее давление | ● до 25 бар — разборные; ● до 45 бар — паяные | Более 25 бар |
Требование к теплоносителю | Желательно применение только чистых сред без крупных включений | За счет большего диаметра трубок допускается присутствие включений и нет особо строгих требований к чистоте сред |
Тип турбулизации | Объемная | Пристенная (энергетический принцип выше, чем у объемной примерно в 4 раза) |
Частым недостатком кожухотрубных агрегатов являлась сложность ремонта. Современные конструкции позволяют провести его гораздо быстрее, чем у старого оборудования. Они более устойчивы к перепадам температуры и давления, а также к резким изменениям рабочих условий по сравнению с пластинчатыми. Однако нельзя говорить, что тот или иной тип теплообменников превосходит другой. Все они имеют свое предназначение и если в большей части их возможности пересекаются и приходится делать выбор, то оставшаяся часть зачастую предполагает использование определенного вида устройств. Так, работать с фреонами могут только паяные пластинчатые теплообменники, а в условиях очень высоких температур и давлений — кожухотрубные.
Преимущества современных кожухотрубных теплообменников
Помимо основного преимущества — устойчивости к гидроударам, к плюсам этих устройств можно отнести следующие:
● возможность применения загрязненных теплоносителей;
● улучшенный КПД — агрегаты нового поколения уже нельзя назвать малоэффективными;
● возможность поддержания широкого диапазона давлений, начиная от вакуума;
● трубки могут выниматься для технического обслуживания.
Такие теплообменники больше не чувствительны к вибрациям, имеют хороший запас на загрязнения. Большинство из предоставляемых моделей являются кожуховихревыми — то есть, их трубы имеют такую конструкцию, которая усиливает турбулентность перемещаемого в ней потока. Диаметр прохода у таких агрегатов достаточно большой, что дает возможность избавиться от отложений посредством обратного потока. Этим можно воспользоваться, если уровень загрязнения трубок не превышает 40%.
Виды кожухотрубных теплообменников
Согласно наиболее распространенной технической классификации, их можно подразделить на следующие типы.
- 1. Н. Трубные решетки в таких устройствах закреплены неподвижно. Это наиболее простое исполнение теплообменника, поэтому он отличается бюджетной стоимостью. Могут работать в условиях, при которых температурная разница сред не превышает 50 °С.
- 2. П. Присутствует “плавающая” головка. Подвижная трубная решетка дает больше пространства трубам на температурное сжатие/расширение. Такие агрегаты способны функционировать при разнице температур 100 и более °С.
- 3. К. На кожухе установлены температурные компенсаторы. В таком теплообменнике снижаются деформационные воздействия не только на трубы, но и на сам кожух за счет нескольких типов компенсаторов. Это дает возможность увеличить температурную разницу для теплоносителей.
- 4. ПК. Имеются “плавающая” головка и компенсаторы, закрепленные на ней. Они более эффективно нивелируют последствия температурной деформации трубок. Агрегаты выделяются полужесткой конструкцией, в которую можно добавить осевое подключение входных и выходных систем.
- 5. У. В таких агрегатах размещены U-образные трубки. Такая форма позволяет снизить воздействие тепловой деформации на трубки, не устанавливая на них компенсаторы.
Помимо этого, теплообменники такого типа подразделяются на однопоточные, противоточные и с перекрестным течением. Еще одна классификация базируется на типе используемых теплоносителей – например, кожухотрубный теплообменник «вода-вода» или «вода-пар». Чтобы выбрать наиболее подходящую модель, требуется провести все необходимые расчеты.
Как производится расчет кожухотрубного теплообменника
Для того, чтобы найти оптимально подходящий агрегат, в первую очередь требуется рассчитать его поверхность и тепловые показатели потока, необходимые под требуемые условия. Для этого потребуется воспользоваться уравнениями теплопередачи и теплового баланса. В таблице 2 приведены основные параметры, которые потребуются специалисту для всех вычислений:
Таблица 2
Отдаваемое и воспринимаемое тепло | Вязкость и плотность теплоносителей |
Средняя разность температур | Скорость движения рабочей среды |
Потери потока | Поперечное сечение трубки |
Коэффициент теплопередачи теплоносителя | Объемный расход среды |
Тепло, выделяемое при конденсации пара | Расход паров |
Удельная теплота конденсации пара | Расход жидкости |
Температура среды на входе и выходе | Коэффициент теплопередачи |
Степень загрязнения стенок |
Помимо этого, необходимы данные о: типе теплоносителя, рабочем давлении и температуры, требуемом КПД, агрессивности теплоносителя, а также о многом другом. На сайте ХитЭнерджи клиентам предоставляется удобная форма, в которой перечислены все необходимые параметры. При необходимости специалист, занятый расчетом, самостоятельно запрашивает у клиента дополнительные данные.
Расчет теплообменников — дело очень кропотливое и требующее учета множества аспектов. Ведь недостаточно просто получить расчетные данные. Необходимо из множества предложений выбрать наиболее подходящее и тщательно сверить параметры теплообменника с рабочими требованиями системы. Поэтому лучше доверить это дело профессионалам.
Предлагаемый ассортимент
В таблице 3 указаны производители кожухотрубных теплообменников, которых официально представляет наша компания.
Таблица 3
Производитель | Краткая информация |
Kelvion | Один из мировых лидеров в отрасли производства теплообменного оборудования. Стабильно функционирует с 1920 года. |
Secespol | Популярный производитель из Польши. На рынке теплообменников уже около 30 лет. |
Большая часть каталога представлена продукцией именно Secespol. И это неудивительно, ведь эти теплообменники:
● отличного качества;
● стоят на 30-35% дешевле европейских аналогов;
● представлены в широком диапазоне сфер применения: ГВС, бассейны, химическая и пищевая промышленность;
● устойчивы к коррозии и любым воздействиям окружающей среды;
● имеют большой выбор моделей — можно подобрать практически под любые рабочие условия;
● надежны и долговечны;
● изготовлены из современных материалов в эргономичном дизайне.
Но на этом преимущества кожухотрубных теплообменников Secespol не заканчиваются. Они полностью соответствуют всем необходимым санитарно-техническим нормам, поэтому могут использоваться не только непосредственно в пищевой промышленности. Ими также оснащают СИП-мойки, обслуживающие молочное оборудование. А это говорит о том, что они мало подвержены накоплению загрязнений при правильной эксплуатации и регулярной промывке.
