Thiết bị và nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Hệ thống sưởi hoặc làm mát môi trường làm việc hiệu quả và tiết kiệm trong các ngành công nghiệp hiện đại, nhà ở và dịch vụ cộng đồng, công nghiệp thực phẩm và hóa chất được thực hiện bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt (TO). Có một số loại thiết bị trao đổi nhiệt, nhưng được sử dụng rộng rãi nhất là thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.

Bài báo sẽ trình bày chi tiết về thiết kế, phạm vi và nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Đặc biệt chú ý sẽ được chú ý đến các tính năng thiết kế của các mô hình khác nhau, các quy tắc vận hành và các tính năng bảo trì. Ngoài ra, danh sách các nhà sản xuất thép tấm TO hàng đầu trong và ngoài nước sẽ được giới thiệu, những sản phẩm có nhu cầu cao của người tiêu dùng Nga.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động

Thiết kế bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có gioăng bao gồm:

• một tấm phía trước cố định trên đó các đường ống đầu vào và đầu ra được gắn vào;
• tấm áp cố định;
• tấm áp suất di động;
• gói tấm truyền nhiệt;
• con dấu được làm bằng vật liệu chịu nhiệt và chịu được các phương tiện truyền thông xâm thực;
• cơ sở hỗ trợ trên;
• đế dẫn hướng dưới cùng;
• Giường;
• bộ bu lông buộc;
• Một bộ chân chống.

Sự sắp xếp này của thiết bị đảm bảo cường độ trao đổi nhiệt tối đa giữa phương tiện làm việc và kích thước nhỏ gọn của thiết bị.

Thiết kế bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đệm

Thông thường, các tấm trao đổi nhiệt được chế tạo bằng cách dập nguội từ thép không gỉ có độ dày từ 0,5 đến 1 mm, tuy nhiên, khi sử dụng các hợp chất hoạt tính hóa học làm môi trường làm việc, có thể sử dụng các tấm titan hoặc niken.

Tất cả các tấm bao gồm trong bộ làm việc có hình dạng giống nhau và được lắp đặt tuần tự, trong một hình ảnh phản chiếu. Phương pháp lắp đặt các tấm truyền nhiệt này không chỉ cung cấp sự hình thành các kênh có rãnh mà còn tạo ra sự luân phiên của các mạch sơ cấp và thứ cấp.

Mỗi tấm có 4 lỗ, trong đó hai lỗ đảm bảo sự lưu thông của môi chất làm việc sơ cấp và hai lỗ còn lại được cách nhiệt bằng các miếng đệm đường viền bổ sung, loại trừ khả năng trộn lẫn môi chất làm việc. Độ kín của liên kết các tấm được đảm bảo bằng các vòng đệm đường viền đặc biệt làm bằng vật liệu chịu nhiệt và chống lại tác động của các hợp chất hóa học hoạt tính. Các miếng đệm được lắp vào các rãnh định hình và được cố định bằng khóa kẹp.

Nguyên lý hoạt động của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Đánh giá hiệu quả của bất kỳ bảo dưỡng tấm nào được thực hiện theo các tiêu chí sau:

• quyền lực;
• nhiệt độ tối đa của môi trường làm việc;
• băng thông;
• lực cản thủy lực.

Dựa trên các thông số này, mô hình trao đổi nhiệt yêu cầu được chọn. Trong các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm có gioăng, có thể điều chỉnh lưu lượng và lực cản thủy lực bằng cách thay đổi số lượng và loại các phần tử tấm.

Cường độ trao đổi nhiệt do chế độ chảy của môi chất làm việc:

• với dòng chảy tầng của chất làm mát, cường độ truyền nhiệt là nhỏ nhất;
• chế độ quá độ được đặc trưng bởi sự gia tăng cường độ truyền nhiệt do xuất hiện các dòng xoáy trong môi trường làm việc;
• cường độ truyền nhiệt lớn nhất đạt được khi chất làm mát chuyển động hỗn loạn.

Hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được tính toán cho dòng chảy hỗn loạn của môi chất làm việc.

Tùy thuộc vào vị trí của các rãnh, có ba loại tấm truyền nhiệt:

1. với "Mềm mại"
   kênh (rãnh nằm ở góc 600). Các tấm như vậy được đặc trưng bởi sự hỗn loạn không đáng kể và cường độ truyền nhiệt thấp, tuy nhiên, các tấm “mềm” có lực cản thủy lực tối thiểu;
2. với "Trung bình cộng"
   kênh (góc gấp khúc từ 60 đến 300). Các tấm này chuyển tiếp và khác nhau về tốc độ truyền nhiệt và hỗn loạn trung bình;
3. với "Khó khăn"
   kênh (góc gấp khúc 300). Các tấm như vậy được đặc trưng bởi sự hỗn loạn tối đa, truyền nhiệt mạnh và tăng đáng kể lực cản thủy lực.

Để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt, người ta thực hiện chuyển động của môi chất công tác sơ cấp và thứ cấp ngược chiều nhau. Quá trình trao đổi nhiệt giữa môi chất làm việc sơ cấp và thứ cấp như sau:

1. Chất làm mát được cung cấp cho các đường ống đầu vào của bộ trao đổi nhiệt;
2. Khi môi chất làm việc di chuyển dọc theo các mạch tương ứng được hình thành từ các phần tử tấm trao đổi nhiệt, xảy ra quá trình truyền nhiệt cường độ cao từ môi trường được nung nóng;
3. Thông qua các đường ống đầu ra của bộ trao đổi nhiệt, chất làm mát được làm nóng được dẫn đến mục đích dự kiến ​​của nó (đến hệ thống sưởi, thông gió, cấp nước) và chất làm mát được làm mát lại đi vào khu vực làm việc của bộ tạo nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm
Để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, cần có độ kín hoàn toàn của các kênh trao đổi nhiệt, được cung cấp bởi các miếng đệm.

Sắp xếp mảng

Thiết kế và nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm sẽ phụ thuộc vào việc sửa đổi thiết bị, có thể chứa một số tấm khác nhau với các miếng đệm cố định. Các miếng đệm này bao phủ các kênh bằng chất mang nhiệt đang chảy. Để đạt được độ kín cần thiết về độ bám dính của các cặp miếng đệm được kết nối với nhau, chỉ cần cố định các tấm này bằng một tấm di động là đủ.

Các tải trọng tác động lên thiết bị này được phân phối, theo quy luật, trên các tấm và con dấu. Khung và dây buộc nói chung là phần thân của thiết bị.

Bề mặt dập nổi của các tấm trong quá trình nén đảm bảo gắn chặt và cho phép toàn bộ hệ thống trao đổi nhiệt đạt được độ bền và độ cứng cần thiết.

Các miếng đệm được cố định vào các tấm bằng kết nối clip-on. Phải nói rằng các miếng đệm tự định tâm so với trục của chúng trong quá trình kẹp chặt. Sự rò rỉ của môi chất nhiệt được ngăn chặn bởi viền quấn, ngoài ra còn tạo ra một rào cản.

Đối với thiết bị của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, một số loại con dấu được thực hiện: với các nếp gấp cứng và mềm.

Thông tin thêm về thiết bị trao đổi nhiệt:

Trong các tấm mềm, các kênh ở góc 30 độ. Loại thiết bị này có đặc điểm là độ dẫn nhiệt cao, nhưng khả năng chịu áp suất của chất mang nhiệt không đáng kể.

Trong các phần tử cứng, một góc 60 độ được thực hiện trong quá trình sản xuất rãnh. Các thiết bị này không có đặc điểm là tăng khả năng dẫn nhiệt; ưu điểm chính của chúng là khả năng chịu được áp suất đáng kể của chất làm mát.

Để đạt được chế độ truyền nhiệt tốt nhất, bạn có thể kết hợp các tấm. Hơn nữa, cần lưu ý rằng để thiết bị hoạt động tối ưu, thiết bị cần phải hoạt động ở chế độ hỗn loạn - chất mang nhiệt phải di chuyển qua các kênh mà không có bất kỳ sự chậm trễ nào. Nhân tiện, một bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống, trong đó cấu trúc có sơ đồ ống trong ống, có dòng chảy tầng của chất làm mát.

Ưu điểm là gì? Trong cùng một đặc điểm kỹ thuật nhiệt, thiết bị tấm có kích thước nhỏ hơn đáng kể.

Yêu cầu đối với miếng đệm

Để đảm bảo độ kín hoàn toàn của các rãnh biên dạng và ngăn ngừa rò rỉ chất lỏng làm việc, các miếng đệm làm kín phải có khả năng chịu nhiệt độ cần thiết và đủ khả năng chống lại các tác động của môi trường làm việc khắc nghiệt.

Các loại vòng đệm sau được sử dụng trong các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm hiện đại:

• ethylene propylene (EPDM). Chúng được sử dụng khi làm việc với nước nóng và hơi nước trong phạm vi nhiệt độ từ -35 đến + 1600С, không thích hợp cho môi trường béo và dầu;
• Vòng đệm NITRIL (NBR) được sử dụng để làm việc với môi trường làm việc có dầu, nhiệt độ không vượt quá 1350C;
• Các miếng đệm VITOR được thiết kế để làm việc với môi trường xâm thực ở nhiệt độ không quá 1800C.

Biểu đồ cho thấy sự phụ thuộc của tuổi thọ sử dụng của phớt vào các điều kiện hoạt động:

Đối với việc gắn các miếng đệm, có hai cách:

• trên keo;
• bằng một đoạn clip.

Phương pháp thứ nhất, do tốn nhiều công sức và thời gian đặt, ít được sử dụng, ngoài ra, khi sử dụng keo, việc bảo trì thiết bị và thay thế các con dấu rất phức tạp.

Khóa kẹp giúp lắp đặt các tấm nhanh chóng và dễ dàng thay thế các con dấu bị hỏng.

Bộ trao đổi nhiệt gang

Bộ trao đổi nhiệt bằng gang không bị ăn mòn, nhưng cần được bảo dưỡng cẩn thận và vận hành cẩn thận. Những tính năng này là kết quả của các đặc tính của gang và điều chính là tính dễ vỡ của gang. Gia nhiệt không đều, thường xảy ra do đóng cặn, dẫn đến các vết nứt trên bộ trao đổi nhiệt.

Thông tin: Xả nước làm mát là một yếu tố bắt buộc và cơ bản của quá trình vận hành kỹ thuật của lò hơi gas. Chất làm mát đang được xả

• Mỗi năm một lần, nếu được sử dụng như một chất mang nhiệt - nước chảy (không nên dùng),
• 2 năm một lần, nếu được sử dụng - chất chống đông,
• 4 năm 1 lần nếu sử dụng nước tinh khiết.

Thông số kỹ thuật

Nói chung, các đặc tính kỹ thuật của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm được xác định bởi số lượng tấm và cách chúng được kết nối. Dưới đây là các đặc tính kỹ thuật của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hàn, hàn, bán hàn và hàn:

Dựa trên các thông số cho trong bảng, mô hình trao đổi nhiệt yêu cầu được xác định. Ngoài các đặc điểm này, người ta nên tính đến thực tế là các bộ trao đổi nhiệt bán hàn và hàn thích ứng hơn để làm việc với các phương tiện làm việc tích cực.

Lựa chọn bộ trao đổi nhiệt dạng tấm theo đặc tính kỹ thuật

Khi chọn một thiết bị trao đổi nhiệt, hãy chú ý đến:

• nhiệt độ mong muốn để làm nóng chất lỏng;
• nhiệt độ tối đa của chất làm mát;
• sức ép;
• tiêu thụ chất làm mát;
• tốc độ dòng chảy cần thiết của chất lỏng được nung nóng.

Các nhà sản xuất sản xuất thiết bị với các đặc tính kỹ thuật khác nhau. Ví dụ, các sản phẩm của thương hiệu Alfa Laval phổ biến có các thông số sau.

Phần mềm chuyên dụng và các dịch vụ chuyên gia giúp đơn giản hóa công việc tìm kiếm. Thông thường, các đơn vị được cấu hình để để lại chất lỏng có nhiệt độ 70 ° C.

Các ứng dụng

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đáng tin cậy và hiệu quả được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

1. Công nghiệp dầu mỏ. Thiết bị được sử dụng để làm mát các nguồn năng lượng có thể tái chế.
2. Hệ thống sưởi và nước nóng. Các thiết bị làm nóng chất lỏng cung cấp cho người tiêu dùng.
3. Cơ khí và luyện kim.Các thiết bị được sử dụng để làm mát máy móc và thiết bị.
4. Ngành công nghiệp thực phẩm. Ví dụ, bộ trao đổi nhiệt là một phần của nhà máy thanh trùng.
5. Đóng tàu. Thiết bị làm mát các thiết bị khác nhau và làm nóng nước biển trên tàu.

Đây chỉ là một phần nhỏ trong phạm vi ứng dụng của thiết bị trao đổi nhiệt. Thiết bị này cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, sản xuất axit và kiềm, và trong các ngành công nghiệp khác.

Bộ trao đổi nhiệt trong hệ thống sưởi dùng để làm gì?

Giải thích sự hiện diện của bộ trao đổi nhiệt trong hệ thống sưởi khá đơn giản. Hầu hết các hệ thống cấp nhiệt ở nước ta được thiết kế sao cho nhiệt độ của chất làm mát được điều hòa trong phòng nồi hơi và môi chất làm việc được cấp nhiệt được cung cấp trực tiếp đến các bộ tản nhiệt lắp đặt trong căn hộ.

Khi có thiết bị trao đổi nhiệt, môi chất làm việc từ phòng nồi hơi được phân phối với các thông số được xác định rõ ràng, ví dụ, 1000C. Đi vào mạch sơ cấp, chất làm mát được làm nóng không đi vào các thiết bị sưởi, nhưng làm nóng môi chất làm việc thứ cấp, đi vào các bộ tản nhiệt.

Ưu điểm của sơ đồ như vậy là nhiệt độ của chất làm mát được điều chỉnh tại các trạm nhiệt riêng lẻ trung gian, từ đó nó được cung cấp cho người tiêu dùng.

Ưu điểm và nhược điểm

Việc sử dụng rộng rãi bộ trao đổi nhiệt dạng tấm là do những ưu điểm sau:

• kích thước nhỏ gọn. Do sử dụng các tấm, diện tích trao đổi nhiệt tăng lên đáng kể, làm giảm kích thước tổng thể chung của kết cấu;
• dễ lắp đặt, vận hành và bảo trì. Thiết kế mô-đun của thiết bị giúp dễ dàng tháo rời và rửa các phần tử cần làm sạch;
• hiệu quả cao. Năng suất của PHE đạt từ 85 đến 90%;
• chi phí phải chăng. Việc lắp đặt vỏ và ống, xoắn ốc và khối, với các đặc tính kỹ thuật tương tự, đắt hơn nhiều.

Những nhược điểm của thiết kế tấm có thể được xem xét:

• sự cần thiết phải nối đất. Dưới ảnh hưởng của dòng điện đi lạc trong các tấm dập mỏng, các lỗ rò rỉ và các khuyết tật khác có thể hình thành;
• nhu cầu sử dụng môi trường làm việc chất lượng. Vì tiết diện của các kênh làm việc nhỏ, việc sử dụng nước cứng hoặc chất mang nhiệt kém chất lượng có thể dẫn đến tắc nghẽn, làm giảm tốc độ truyền nhiệt.

Tính năng và đặc điểm của tấm

Như đã đề cập nhiều lần, chỉ thép không gỉ được sử dụng để sản xuất tấm - một vật liệu có khả năng chống ăn mòn và nhiệt độ cao. Công nghệ sản xuất các phần tử trao đổi nhiệt dạng tấm là dập, cho phép sản xuất các tấm có cấu hình phức tạp. Thêm vào đó, điều này cho phép bạn bảo tồn các đặc tính cơ bản của vật liệu.

Cũng cần lưu ý rằng không phải loại thép không gỉ nào cũng thích hợp để làm đĩa. Chỉ một số thương hiệu được sử dụng. Bản thân các phiến đá có hình dạng khác thường. Các rãnh đặc biệt được tạo trên bề mặt phẳng, nằm theo thứ tự vừa đối xứng vừa hỗn loạn. Nhờ bề mặt gấp nếp như vậy, diện tích thoát nhiệt tăng lên và đảm bảo sự phân bố chất lỏng truyền nhiệt đều hơn.

Việc buộc các miếng đệm cao su được thực hiện trực tiếp trên các tấm bằng cách sử dụng các kẹp đặc biệt. Thêm vào đó, các vòng đệm có thiết kế tự định tâm, rất tiện lợi, và nhờ có vòng quấn, một tấm chắn bổ sung được tạo ra giúp giữ nước làm mát. Nếu chúng ta xem xét các loại tấm được sản xuất bởi các nhà sản xuất, thì chỉ có hai trong số chúng.

1. Phần tử có gấp nếp nhiệt cứng... Các rãnh trên tấm như vậy được tạo ở góc 30 độ. Chúng có đặc tính dẫn nhiệt cao, nhưng không chịu được áp suất quá lớn khi lưu thông chất làm mát.
2. Tấm uốn nếp mềm nhiệt, được thực hiện ở một góc 60 độ. Phần tử như vậy có độ dẫn nhiệt thấp, nhưng dễ dàng chống lại áp suất cao của chất làm mát lưu thông bên trong thiết bị.

Nhờ sự kết hợp của các loại tấm khác nhau bên trong thân chính của thiết bị, có thể đạt được phương án truyền nhiệt tối ưu cho toàn bộ cấu trúc nói chung. Tuy nhiên, để hoạt động hiệu quả của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, điều quan trọng là chất làm mát lưu thông trong trạng thái hỗn loạn. Nói một cách đơn giản, chất lỏng bên trong thiết bị được truyền nhiệt tối đa sẽ chảy không bị cản trở.

Sơ đồ đường ống trao đổi nhiệt dạng tấm

Có một số cách để kết nối PHE với hệ thống sưởi. Đơn giản nhất được coi là kết nối song song với một van điều khiển, sơ đồ của nó được hiển thị dưới đây:

Sơ đồ kết nối song song của PHE

Những nhược điểm của kết nối như vậy bao gồm tăng tải trên mạch sưởi và hiệu suất đun nước thấp với sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể.

Kết nối song song hai bộ trao đổi nhiệt trong sơ đồ hai giai đoạn sẽ đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy hơn:

Sơ đồ kết nối song song hai giai đoạn

1 - thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm; 2 - bộ điều chỉnh nhiệt độ; 2,1 - van; 2,2 - bộ điều nhiệt; 3 - bơm tuần hoàn; 4 - đồng hồ đo tiêu thụ nước nóng; 5 - áp kế.

Môi trường sưởi ấm cho giai đoạn đầu tiên là mạch trở lại của hệ thống sưởi ấm, và nước lạnh được sử dụng làm môi trường được làm nóng. Trong mạch thứ hai, môi trường gia nhiệt là chất mang nhiệt từ đường trực tiếp của hệ thống sưởi, và chất mang nhiệt được nung nóng trước từ giai đoạn đầu tiên được sử dụng làm môi trường được đốt nóng.

Sơ đồ kết nối bộ trao đổi nhiệt DHW

Bộ trao đổi nhiệt nước-nước có một số tùy chọn kết nối. Mạch sơ cấp luôn được kết nối với đường ống phân phối của hệ thống sưởi (đô thị hoặc tư nhân), và mạch thứ cấp với các đường ống cấp nước. Tùy thuộc vào thiết kế, DHW một giai đoạn song song (tiêu chuẩn), hai giai đoạn hỗn hợp hoặc hai giai đoạn DHW loạt có thể được sử dụng.

Sơ đồ kết nối được xác định phù hợp với định mức "Thiết kế các điểm nhiệt" SP41-101-95. Trong trường hợp tỷ lệ giữa dòng nhiệt tối đa DHW và dòng nhiệt tối đa để sưởi ấm (QHWMax / QTEPLmax) được xác định trong giới hạn ≤0,2 và ≥1, sơ đồ kết nối một giai đoạn được lấy làm cơ sở, nếu tỷ lệ được xác định trong khoảng 0,2≤ QHWSmax / QTEPLmax ≤1, khi đó dự án sử dụng sơ đồ đấu nối hai giai đoạn.

Tiêu chuẩn

Phương án kết nối song song được coi là đơn giản và kinh tế nhất để thực hiện. Bộ trao đổi nhiệt được lắp đặt nối tiếp với các van điều khiển (van đóng ngắt) và song song với mạng lưới sưởi. Để đạt được sự truyền nhiệt cao, hệ thống yêu cầu tốc độ dòng chảy của chất mang nhiệt lớn.

Hai giai đoạn

Khi sử dụng sơ đồ kết nối bộ trao đổi nhiệt hai giai đoạn, việc đun nước để cấp nước nóng được thực hiện trong hai thiết bị độc lập hoặc lắp đặt một khối. Bất kể cấu hình mạng như thế nào, sơ đồ cài đặt trở nên phức tạp hơn nhiều, nhưng hiệu suất hệ thống tăng lên đáng kể và mức tiêu thụ chất làm mát giảm (lên đến 40%).

Chuẩn bị nước được thực hiện trong hai giai đoạn: thứ nhất sử dụng nhiệt năng của dòng hồi lưu, làm nóng nước đến khoảng 40 ° C. Ở giai đoạn thứ hai, nước được làm nóng lên đến các giá trị thường hóa là 60 ° C.

Hệ thống kết nối hỗn hợp hai giai đoạn như sau:

Sơ đồ kết nối nối tiếp hai giai đoạn:

Sơ đồ kết nối nối tiếp có thể được thực hiện trong một bộ trao đổi nhiệt DHW.Loại thiết bị trao đổi nhiệt này là một thiết bị phức tạp hơn so với các thiết bị tiêu chuẩn và chi phí của nó cao hơn nhiều.

Hướng dẫn sử dụng

Mỗi thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm do nhà máy sản xuất phải được kèm theo một hướng dẫn vận hành chi tiết chứa tất cả các thông tin cần thiết. Dưới đây là một số quy định cơ bản cho tất cả các loại VET.

Cài đặt PHE

1. Vị trí của thiết bị phải cung cấp quyền truy cập miễn phí vào các thành phần chính để bảo trì.
2. Việc buộc các đường cấp và xả phải cứng và chặt chẽ.
3. Bộ trao đổi nhiệt phải được lắp đặt trên nền bê tông hoặc kim loại nằm ngang, có đủ khả năng chịu lực.

Hoạt động chạy thử

1. Trước khi khởi động thiết bị, cần phải kiểm tra độ kín của nó theo các khuyến nghị được đưa ra trong bảng thông số kỹ thuật của sản phẩm.
2. Tại thời điểm khởi động cài đặt ban đầu, tốc độ tăng nhiệt độ không được vượt quá 250C / h và áp suất trong hệ thống không được vượt quá 10 MPa / phút.
3. Quy trình và phạm vi công việc vận hành thử phải phù hợp với danh sách được ghi trong hộ chiếu của đơn vị.

Hoạt động của đơn vị

1. Trong quá trình sử dụng PHE không được vượt quá nhiệt độ và áp suất của môi chất làm việc. Quá nhiệt hoặc tăng áp suất có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng hoặc hỏng hoàn toàn thiết bị.
2. Để đảm bảo trao đổi nhiệt mạnh mẽ giữa các phương tiện làm việc và tăng hiệu quả của việc lắp đặt, cần cung cấp khả năng làm sạch phương tiện làm việc khỏi các tạp chất cơ học và các hợp chất hóa học có hại.
3. Việc kéo dài đáng kể tuổi thọ của thiết bị và tăng năng suất của thiết bị sẽ cho phép bảo trì thường xuyên và thay thế kịp thời các phần tử bị hư hỏng.

Bộ trao đổi nhiệt thứ cấp cho nồi hơi khí

Nó còn được gọi là bộ trao đổi nhiệt để cấp nước nóng (DHW). Đây là một thiết bị hình chữ nhật với các tấm bên trong bằng thép không gỉ cấp thực phẩm được kết nối với nhau. Càng có nhiều, hiệu suất của đơn vị càng cao. Bên trong, chúng tạo thành 8 đến 30 lớp. Tính dẫn nhiệt cao của vật liệu và diện tích tương tác lớn cung cấp sự truyền nhiệt cần thiết trong quá trình chuyển động nhanh của nước.

Mỗi lớp là một kênh cách ly trong bộ trao đổi nhiệt. Các tấm có một bức phù điêu mà từ đó những đoạn này được hình thành. Độ dày của vách ngăn thường là 1 mm. Các kênh có góc, và chúng càng sắc nét thì vận tốc chất lỏng càng cao và ngược lại. Mô hình chuyển động của nước có thể là một chiều và nhiều chiều - với sự thay đổi theo hướng. Trong trường hợp thứ hai, đạt được hiệu quả cao hơn.

Bộ trao đổi thứ cấp nên được rửa hàng năm với chất lượng nước kém và ba năm một lần nếu bạn sử dụng bộ lọc làm mềm cho nó.

Sau khi mở van nước nóng trên máy trộn, van ba ngã hướng một phần của chất làm mát được làm nóng đến thiết bị trao đổi thứ cấp. Sau đó, chất lỏng nóng tỏa nhiệt cho nước máy lạnh trong thiết bị, sau đó nước nóng đi ra khỏi bộ trao đổi nhiệt để cung cấp qua các vòi nước trong nhà bếp và phòng tắm.

Sau đó, chất làm mát được làm mát sẽ đi vào đường ống, nơi nó trộn với dòng hồi lưu - chất làm mát đã qua sử dụng từ hệ thống sưởi, và một lần nữa đi vào bộ trao đổi chính.

Bộ trao đổi nhiệt thứ cấp thường nằm bên dưới buồng đốt. Trong các nồi hơi khác nhau, nó được lắp theo chiều dọc hoặc nằm ngang trên mặt của nó.

Bộ trao đổi nhiệt kết hợp - bithermal - cũng được sử dụng trong nồi hơi. Trong chúng, thông tin liên lạc với nước nóng được bao quanh bởi các kênh với một chất mang nhiệt cho hệ thống sưởi ấm. Đầu tiên, khí chuyển năng lượng cho chất làm mát, và sau đó, khí chuyển tiếp một phần của nó đến nguồn cung cấp nước nóng. Vì nồi hơi khí có bộ trao đổi nhiệt như vậy đơn giản hơn nên không cần van ba chiều.

Sửa chữa bộ trao đổi nhiệt thứ cấp

Lò sưởi thứ cấp thường bị tắc nghẽn, đặc biệt là các mô hình có kênh hẹp.Nếu không làm sạch, chúng sẽ hỏng theo thời gian và cuối cùng là hỏng. Lớp cáu cặn bên trong thiết bị làm giảm sự truyền nhiệt, đó là lý do tại sao lò hơi tiêu thụ nhiều khí hơn.

Các cặn muối, cáu cặn và rỉ sét tạo thành phần lớn ô nhiễm: ngoài bộ trao đổi nhiệt thứ cấp, việc kiểm tra hệ thống sưởi và mạch DHW cũng không ảnh hưởng gì.

Các vấn đề với bộ trao đổi nhiệt sẽ được thông báo bằng mã trên màn hình nồi hơi. Trong trường hợp này, cần có một kế hoạch hành động.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn vấn đề với lò sưởi thứ cấp:

1. Chúng tôi đưa ra thiết bị trao đổi nhiệt thứ cấp.
2. Chúng tôi xem xét các mối nối, ren bên trong và bên ngoài. Sau lần làm sạch cuối cùng, tình trạng của chúng có thể đã trở nên tồi tệ hơn. Điều này xảy ra do axit mạnh. Chúng tôi thay thế các phần tử có thể tháo rời bị mòn.
3. Chúng tôi kiểm tra tính toàn vẹn. Một búa nước có thể đã xảy ra với bộ trao đổi nhiệt. Một lỗ rò (lỗ) rất nhỏ chỉ có thể được tìm thấy bởi một bác sĩ chuyên khoa.
4. Chúng tôi kiểm tra bộ trao đổi tốt hơn và vì điều này, chúng tôi gọi là trình hướng dẫn. Chúng tôi thay thế một đơn vị bị hư hỏng nặng.
5. Ngay từ đầu, ô nhiễm có thể được tìm thấy. Chúng tôi tìm kiếm các mảng bám bằng mắt thường trong các lỗ ra vào. Chúng tôi thổi không khí vào bộ phận và cũng tự định hướng bằng âm thanh. Chúng tôi làm sạch nếu bộ trao đổi bị tắc. Những cục vôi có thể rơi ra ngay cả sau một cú gõ nhẹ.
6. Bạn cần chọn 1 trong 3 phương án làm sạch: phương pháp tẩy rửa tại nhà như chất tẩy rửa và dung dịch axit xitric, hỗn hợp đặc biệt, hoặc tẩy rửa chuyên nghiệp.

Trước hết, xả bộ trao đổi bằng vòi nước lạnh. Sau đó đổ axit xitric vào thiết bị và cho vào một xô nước. Sau đó - lấy bộ trao đổi nhiệt ra và đổ đầy nước vào để kiểm tra độ bền.

Nếu nó đến chậm hoặc không di chuyển, thì hãy chuẩn bị một dung dịch giấm bão hòa trong nước và đổ vào đó. Sau đó rửa sạch bằng nước nóng và thổi. Sử dụng máy bơm không khí bất cứ khi nào có thể. Lặp lại chu trình giấm.

Trong số các lập luận cho việc làm sạch chuyên nghiệp, đáng chú ý là sự bất tiện của thiết kế để làm sạch, khó đánh giá sự nhiễm bẩn, nguy cơ hư hỏng do tác động cơ học độc lập.

Nếu các bước trên không hiệu quả, hãy thử dùng dung dịch vệ sinh đặc biệt, chẳng hạn như gel làm sạch hoặc dung dịch axit adipic phần trăm thấp. Nếu phương pháp này cũng không hiệu quả, hãy gọi thợ hoặc yêu cầu một người làm sạch chuyên nghiệp.

Làm thế nào để thay thế một bộ phận?

Không cần kiến ​​thức đặc biệt cho việc này. Để tháo bộ trao đổi cũ để kiểm tra hoặc thay thế, hãy làm theo các bước sau:

1. Ngắt nguồn điện và tắt gas.
2. Tháo nắp trước của lò hơi.
3. Ngắt nguồn cấp nước lạnh cho mạch DHW. Đóng các van trên đường ống dòng chảy và đường ống hồi lưu của mạch gia nhiệt.
4. Tháo nút xả. Xả hết nước khỏi nồi hơi.
5. Giảm áp suất hệ thống, nếu cần, và loại bỏ không khí.
6. Kéo bảng điện tử ra. Tháo các chốt cần thiết cho việc này.
7. Tháo các cực khỏi van gas.
8. Loại bỏ các phần tử lò hơi ngăn cản việc tháo bộ trao đổi nhiệt thứ cấp dễ dàng: đầu vào nước lạnh, phụ kiện nước, v.v. Tháo các giá đỡ, đai ốc và kẹp tương ứng.
9. Cách điện tất cả các cụm điện và dây dẫn bằng vật liệu không thấm nước.
10. Vặn các chốt giữ bộ trao đổi nhiệt thứ cấp. Sử dụng một công cụ tiện dụng. Đôi khi điều này có thể được thực hiện với một hình lục giác. Các nhà sản xuất cố gắng đặt thiết bị trao đổi ở một nơi thuận tiện để các phần tử lò hơi không bị ảnh hưởng trong quá trình loại bỏ nó.
11. Tháo thiết bị trao đổi nhiệt thứ cấp, loại bỏ nước từ đó.

Tại thời điểm loại bỏ, bạn nên nhớ vị trí của thiết bị trao đổi để lắp lại hoặc đặt một thiết bị mới theo cách tương tự.

Nhóm an toàn hệ thống sưởi: điều hướng bằng đồng hồ áp suất (bên trái) và trong trường hợp đọc được, được gọi là. vùng đỏ, không khí chảy ra qua lỗ thông hơi (ở giữa)

Bôi mỡ đồng vào các đầu nối để giữ chặt thiết bị với bên trong lò hơi. Điều này sẽ bảo vệ nó khỏi quá trình oxy hóa.

Ngoài ra, hãy thay thế các vòng đệm bị mòn trước khi đặt bộ phận trở lại vị trí cũ.

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm xả

Chức năng và hiệu suất của thiết bị phần lớn phụ thuộc vào chất lượng cao và xả nước kịp thời. Tần suất xả nước do cường độ làm việc và đặc điểm của quy trình công nghệ quyết định.

Phương pháp điều trị

Sự hình thành cáu cặn trong các kênh trao đổi nhiệt là loại nhiễm PHE phổ biến nhất, dẫn đến giảm cường độ trao đổi nhiệt và giảm hiệu quả tổng thể của quá trình lắp đặt. Tẩy cặn được thực hiện bằng cách sử dụng hóa chất súc rửa. Nếu bên cạnh cáu cặn có các loại nhiễm bẩn khác, cần phải làm sạch cơ học các tấm trao đổi nhiệt.

Giặt hóa chất

Phương pháp này được sử dụng để làm sạch tất cả các loại PHE, và có hiệu quả khi có ít ô nhiễm khu vực làm việc của bộ trao đổi nhiệt. Đối với tẩy rửa bằng hóa chất, không cần tháo rời thiết bị, giúp giảm đáng kể thời gian làm việc. Ngoài ra, không có phương pháp nào khác được sử dụng để làm sạch các bộ trao đổi nhiệt hàn và hàn.

Xả hóa chất thiết bị trao đổi nhiệt được thực hiện theo trình tự sau:

1. một dung dịch làm sạch đặc biệt được đưa vào khu vực làm việc của bộ trao đổi nhiệt, tại đây, dưới ảnh hưởng của các thuốc thử hoạt tính hóa học, sự phá hủy cáu cặn và các cặn bẩn khác xảy ra;
2. đảm bảo sự lưu thông của chất tẩy rửa qua các mạch sơ cấp và thứ cấp của TO;
3. dội các kênh trao đổi nhiệt bằng nước;
4. xả chất làm sạch khỏi bộ trao đổi nhiệt.

Trong quá trình tẩy rửa bằng hóa chất, cần đặc biệt chú ý đến lần xả cuối cùng của thiết bị, vì các thành phần hoạt tính hóa học của chất tẩy rửa có thể phá hủy các phớt.

Các loại nhiễm bẩn phổ biến nhất và phương pháp làm sạch

Tùy thuộc vào phương tiện vận hành được sử dụng, điều kiện nhiệt độ và áp suất trong hệ thống, bản chất của sự nhiễm bẩn có thể khác nhau, do đó, để làm sạch hiệu quả, cần phải chọn chất tẩy rửa phù hợp:

• tẩy cặn và cặn kim loại bằng dung dịch axit photphoric, nitric hoặc xitric;
• axit khoáng bị ức chế thích hợp để loại bỏ oxit sắt;
• trầm tích hữu cơ bị phá hủy mạnh bởi natri hydroxit và trầm tích khoáng bởi axit nitric;
• ô nhiễm dầu mỡ được loại bỏ bằng cách sử dụng các dung môi hữu cơ đặc biệt.

Vì độ dày của các tấm truyền nhiệt chỉ từ 0,4 - 1 mm nên cần đặc biệt chú ý đến nồng độ của các nguyên tố hoạt động trong thành phần chất tẩy rửa. Vượt quá nồng độ cho phép của các thành phần xâm thực có thể dẫn đến phá hủy các tấm và vòng đệm.

Việc sử dụng rộng rãi bộ trao đổi nhiệt dạng tấm trong nhiều lĩnh vực khác nhau của ngành công nghiệp hiện đại và tiện ích là do chúng có hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt và bảo trì. Một ưu điểm khác của PHE là tỷ lệ giá / chất lượng tối ưu.

Nguyên lý hoạt động

Nếu chúng ta xem xét cách thức hoạt động của một thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, thì nguyên lý hoạt động của nó không thể gọi là rất đơn giản. Các tấm được quay vào nhau một góc 180 độ. Thông thường, một gói chứa hai cặp đĩa, tạo ra 2 mạch thu: đầu vào và đầu ra của vật mang nhiệt. Hơn nữa, cần phải lưu ý rằng hơi nước ở rìa không tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt.

Ngày nay, một số loại bộ trao đổi nhiệt khác nhau được sản xuất, tùy theo cơ chế hoạt động và thiết kế, chúng được chia thành:

• hai chiều;
• đa mạch;
• mạch đơn.

Nguyên lý hoạt động của bộ máy đơn mạch như sau.Sự lưu thông của chất làm mát trong thiết bị dọc theo toàn bộ mạch được thực hiện cố định theo một hướng. Ngoài ra, một dòng ngược dòng của các chất mang nhiệt cũng được tạo ra.

Các thiết bị đa mạch chỉ được sử dụng khi có sự chênh lệch nhỏ giữa nhiệt độ trở lại và nhiệt độ sóng mang nhiệt tới. Trong trường hợp này, sự chuyển động của nước được thực hiện theo các hướng khác nhau.

Thông tin thêm về bộ trao đổi nhiệt dạng tấm:

https://youtu.be/DRd3TR4DvpI

Thiết bị hai chiều có hai mạch độc lập. Với điều kiện nguồn cung cấp nhiệt được điều chỉnh liên tục, việc sử dụng các thiết bị này là phù hợp nhất.