Әрқайсымыз ең қарапайым жылу алмастырғыштарды кездестірдік. Мұның жарқын мысалы - «құбырдағы құбыр» немесе сол сияқты дизайн. Егер жылу алмастырғыш ойлап табылмаса, біздің өмірімізді елестету қиын болар еді. Бүгінгі күні жылу алмастырғыштардың үлкен саны бар. Олар бір-бірінен тек техникалық сипаттамалары бойынша ғана емес, сонымен қатар қолданылу аясы, дизайны және т.б. ерекшеленеді. Осы тақырып бойынша толығырақ сөйлесейік және қызықты тұстарды қарастырайық.
Кейбір жалпы ақпарат
Жылуалмастырғыш – жылуды бір ортадан екіншісіне беру үшін қолданылатын құрылғы. Сонымен қатар, жылу алмастырғыштың өзі, жылыту жабдығы жоқ, мүлдем пайдасыз екенін түсіну керек, бірақ кешенде керемет нәтижелерге қол жеткізуге және тіпті өте үлкен және суық бөлмелерді сәтті жылытуға болады. Сонымен қатар, ғалымдар жылуды басқа ортаға ауыстырған кезде оның жоғалуын барынша азайтуға тырысты. Бүгінде бұл мүмкін емес100% тиімділікпен мақтанады, бірақ біз 90-95% тиімділік туралы сенімді айта аламыз. Өнімнің операциялық, сондай-ақ техникалық сипаттамалары арнайы дайындалған материалдарды, сондай-ақ салқындатқышты пайдалану арқылы артады. Әрине, мұның бәрі жабдықтың бағасын біршама арттырады, бірақ бұл тұрарлық.
Жобалау кезінде инженерлер үнемі бір бөтелкеге біріктіруді қажет ететін қарама-қайшы талаптарға тап болады. Мысалы, гидравликалық кедергіні азайту және сонымен бірге жылу беру коэффициентін арттыру қажет. Жылу алмастырғыш коррозияға төзімді болуы керек, бірақ оны күтіп ұстау өте қиын емес. Мұның бәрі жылу алмастырғыштардың көптеген түрлерінің пайда болуына әкелді. Жағдайға ең қолайлысы пайдаланылады.
Жылуалмастырғыштардың классификациясы
Жоғарыда айтылғандай, қазіргі уақытта жылу алмастырғыштардың үлкен саны бар. Ең алдымен, оларды ортаға жылу беру әдісіне сәйкес бөлу керек. Мұнда жылу алмастырғыштар келесі топтарға бөлінеді:
- рекуперативті;
- регенеративті;
- араласу;
- электрмен жылытылады.
Рекуперативті жылу алмастырғыштарды толығырақ қарастырайық. Өнімнің дизайны жылу тасымалданатын бір қабатты немесе көп қабатты қабырғаның болуын білдіреді. Әдетте бұл бірқалыпты қозғалыста болады. Бір қызығы, мұндай құрылғыларда жылу беру фазаны өзгертпестен мәжбүрлі қозғалыспен жүзеге асырыладымемлекеттер. Бірақ бұл тек тұрақты жұмыс істейтін жылу алмастырғыштарға қатысты. Егер периодты жұмыс режимі бар қондырғылар туралы айтатын болсақ, онда белгілі бір уақыт аралығында қыздыру, булану және салқындату жүзеге асырылады және мұның бәрі дәйекті режимде болады. Мұндай құрылғылар тұрақты емес жылу қозғалысы бар жылу алмастырғыштарға жатады. Бұл кіріс және шығыстағы салқындатқыштың температурасы айтарлықтай ерекшеленетініне байланысты. Көбінесе мұндай агрегаттар катушкалар түрінде кездеседі және пластинкалы, қырлы және басқа да формалар болып табылады. Біраз уақыттан кейін біз бірнеше түрін қарастырамыз. Бірақ жылу алмастырғыштардың классификациясы мұнымен бітпейді.
Регенерация қондырғылары және электр жылыту
Бұл жағдайда, алдыңғыдағы сияқты, жылу алмасу беті жылу энергиясын беру үшін пайдаланылады. Дегенмен, бұл бет саптаманың бір түрі болып табылады. Ол жылуды жинақтаушы аралық жинақтаушы құралдың рөлін атқарады. Жалпы алғанда, бүкіл процесті бірнеше кезеңге бөлуге болады. Бірінші кезеңде саптама жылуды белгілі бір мөлшерде қабылдайды. Содан кейін екінші кезеңге көшу жүреді, ал салқындатқыш саптаманың бетіне беріледі. Бұл салқындатқыштың ағынын өзгерту кезінде орын алады. Бұл кезеңде саптама бірте-бірте салқындап, жиналған жылу сіздің бөлмеңіз болуы мүмкін қыздырылған ортаға жіберіледі.
Регенераторлар тұрақты емес қондырғылар болып табылады. Саптама жиі қозғалмайды, ал жылу процестері синхронды түрде қайталанады. Бұл түрдегі құрылғылар жиі скрубберлер немесе деп аталадысалқындату мұнаралары.
Электрмен жылытылатын жылуалмастырғыштардың мәні электр энергиясы жылудың негізгі көзі ретінде пайдаланылады. Электр доғалы қондырғылар электр энергиясын жылу энергиясына айналдыру үшін қолданылады. Олар тікелей және жанама қыздыру болуы мүмкін. Өнеркәсіпте ең көп таралған жылу алмастырғыштар индукциялық және қарсылық қыздырғыштар болып табылады. Көріп отырғаныңыздай, жылу алмасу жабдығы әртүрлі болуы мүмкін, енді біз әр түрін, оның қолданылу саласын және дизайн ерекшеліктерін егжей-тегжейлі қарастырамыз.
Спиральды жылу алмастырғыштар
Құрылғы спиральды арналар жұбы. Олар әдетте орталық бөлімнің айналасында айналады. Ол үшін олар прокат материалдан жасалған. Спиральды жылу алмастырғыштардың тұтқырлығы жоғары сұйықтықтарды жылыту және салқындату үшін жақсы қолайлы екенін атап өткен жөн.
Жалпы алғанда, қыздыру беті дәнекерлеу арқылы өзекке бекітілген екі металдан жасалған. Құрылғының өзі тек 2 арнадан тұрады, әдетте тікбұрышты, спираль түрінде жасалған. Спиральдың соңы (ішкі) бөлетін қабырғаға ие және түйреуіштермен бекітілген. Жылу алмастырғыштар тік және көлденең болуы мүмкін. Егер бөлменің жеткіліксіздігі немесе күрделі конфигурациясына байланысты бір түрді орнату мүмкін болмаса, онда екіншісі, неғұрлым қолайлысы қолданылады. Тұтынушы спиральды таңдай алатыны да қызықәр түрлі спираль ені бар жылу алмастырғыштар, 20-дан 150 сантиметрге дейін. Бұл ретте жылыту беті 1 МПа жүйедегі максималды қысыммен 3,2-ден 100 шаршы метрге дейін өзгеруі мүмкін.
Бұл жылу алмастырғыш жабдықтың бірқатар маңызды артықшылықтары бар екенін атап өткен жөн. Біріншіден, бұл гидравликалық кедергінің төмендеуі. Екіншіден, жинақылық және жоғары тиімділік және жылу беру қарқындылығы. Бірақ мұның бәрі күрделі дизайн және жөндеу түріндегі кемшіліктердің болуына ықпал етті.
Пластиналық жылу алмастырғыштар туралы
Қазіргі уақытта жиналатын және бөлінбейтін пластиналы жылу алмастырғыштар шығарылады. Әрине, көптеген себептерге байланысты бірінші түрі жақсырақ. Біріншіден, бұл техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығы. Мұндай жабдық өте тез бөлшектеледі және жиналады, сондықтан кез келген бұзылу қысқа мерзімде жойылады. Бөлінбейтін үлгілер әдетте жөнделмейді, ал егер жөндеу болса, әлдеқайда ұзағырақ.
Шын мәнінде, бұл жабдықтың алдын ала дайындалған тақтайшалар қаптамасынан тұратынын білдіреді. Олар мыс, титан, графит және т.б. сияқты әртүрлі материалдардан жасалуы мүмкін. Әрқашан дерлік өнімділік қасиеттерін жақсарту үшін пластиналар гофрленген етіп жасалады. Пластиналы жылу алмастырғыштарда суық және ыстық салқындатқыштың ағындары қабат-қабатпен өтеді.
Жабдықтың өзі жақсы, себебі оның сауатты орналасуы бар. Бұл жылу алмасу бетінің ауданын ұлғайтуға және мұның барлығын салыстырмалы түрде шағын өлшемдерге сәйкестендіруге мүмкіндік берді. Кез келген жағдайда, сатып алудан бұрын жылу алмастырғыштарды есептеу жүргізіледі, бұл белгілі бір жағдайда құрылғыға қанша қуат қажет екендігі туралы деректерді алуға мүмкіндік береді. Қаптамада біріктірілген барлық тақтайшалар бір пішінге байланысты бір-біріне арналар құрайтынын түсіну керек. Сұйықтық олар арқылы өтеді. Енді осы жабдыққа қатысты тағы бірнеше қызықты мәліметтерді қарастырамыз.
Тығыздағыштарды пайдалану
Жоғарыда айтылғандай, жылу тасымалдағыштың негізгі элементі пластиналар болып табылады. Олар суық таңбаланған. Ол үшін коррозияға төзімді қорытпалар пайдаланылады, бұл қондырғының беріктігі мен тиімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді. Пластиналардың қалыңдығы үлгіге байланысты 0,4-тен 1,0 мм-ге дейін өзгеруі мүмкін. Жұмыс күйінде пластиналар бір-біріне мықтап басылады. Бұл жағдайда шағын саңылаулы арналар қалыптасады. Алдыңғы жағында арнайы ойық бар, онда резеңке тығыздағыш (нығыздау) орнатылған. Сонымен қатар, тығыздағыштарда сұйықтықты беру және шығару үшін қажетті тесіктер бар. Тесіктердің бірі жарылған жағдайда, суық және ыстық ортаның араласпауы үшін дренаждық ойықтар жүйесі қарастырылған.
Екі тасымалдағыштың арасында қарсы токты құрудың арқасында орнатылған температураны жақсартуға ғана емес, сонымен қатар салыстырмалы түрде шағын гидравликалық кедергілермен жылдамырақ жылу беруге қол жеткізу мүмкін болды. Жұмыстың негізгі принципі қарсы токқа, яғни қыздыру менәртүрлі бағыттағы қыздыру сұйықтығы. Араластыруды болдырмау үшін қос резеңке тығыздағыш немесе металл пластина орнатылады. Пластиналар мен арналардың саны жабдықтың пайдалану талаптарына байланысты өзгеруі мүмкін. Жасалмас бұрын жылу алмастырғыштардың жылулық есебі жүргізіледі, бұл жұмыстың оңтайлы режимін анықтауға мүмкіндік береді. Кейде агрессивті ортада ұзақ жұмыс істеуден қорықпайтын қымбат қорытпалар қолданылады.
Плиталы жылу алмастырғыштар
PRT -270 пен +200 градус Цельсий аралығындағы кең температура диапазонында агрессивті емес және газ тәрізді ортадағы жылуды тасымалдау үшін қолданылады. Бұл жағдайда жүйедегі қысым 100 атмосфераға жетіп, вакуумнан басталуы мүмкін. Дизайн пластиналардың екі жағында да қырлы бетті қолдану идеясына негізделген. Өнімнің өзі бірнеше қабырғадан тұрады, соның арқасында тасымалдағыштар арасында жылу алмасу жүзеге асырылады. Айта кету керек, бұл финді пішіндердің алуан түрлілігіне ие қанатты пластиналы жылу алмастырғыш. Бұл операциялық және техникалық сипаттамаларды сәл өзгертуге мүмкіндік береді. Көбінесе үздіксіз және толқынды қабырғаларды көруге болады. Бірақ бұлардан басқа, тесілген және қабыршақты сияқты экзотикалық түрлері де бар. Материал ретінде әдетте қаңылтыр қолданылады. Олардың қалыңдығы жүйедегі қысымға және пайдаланылатын сұйықтыққа байланысты реттеледі.
Көбінесе мұндай жылу алмастырғыштар әртүрлі ағын түрлерімен жасалады. Көбінесе қарсы ағын қолданылады, бірақ олар да бартікелей және көлденең тізбектер. Егер мұндай жабдықтың күшті жақтары туралы қысқаша айтатын болсақ, онда олардың көпшілігі бар. Біріншіден, бұл жылдам және қарқынды жылу беру сияқты операциялық қасиеттер. Екіншіден, оның көлемі шағын. Бүгінгі күні көптеген адамдар бұл ең жетілдірілген жылу алмастырғыштар екенін айтады. Көбінесе PRT энергетика, мұнай өңдеу, химия және авиация өнеркәсібі сияқты салаларда қолданылады. Мұның барлығы артықшылықтардың үлкен санына, сондай-ақ жүйеде қолданылатын сұйықтықтар мен қысымдардың кең ауқымына байланысты.
Трубалы жылу алмастырғыш: дизайны мен мүмкіндіктері
Біз бұрын қарастырған беттік типті жылу алмастырғыш жабдығы қабық пен түтік қондырғылары сияқты танымал емес. Бұл ең басында айтылған құрылғылар, қарапайым нұсқада - бұл «құбырдағы құбыр» жүйесі. Бұл түрдегі жылу алмастырғыш - бұл корпусқа орналастырылған құбырлар жүйесі (бума). Түтіктер өнімнің корпусына оралып, дәнекерленген. Кейбір жағдайларда олар қосымша күйдіріледі. Бұл 100% тығыздықты қамтамасыз ету үшін жасалады. Корпус қосымша саптамалармен жабдықталған. Кейбіреулері бу беру үшін, басқалары конденсатты кетіру үшін қажет. Сонымен қатар, корпуста көлденең торлар бар, олар қондырғының бүкіл ұзындығы бойынша жылу алмасу түтіктерін қолдау үшін қолданылады. Бір қызығы, қабық пен құбырлы жылу алмастырғыштар 190 градус Цельсий немесе температурада қолданылады.қаныққан бу қысымы 15 бардан жоғары.
Сұйықтық қозғалысын қамтитын кез келген жүйе су балғасына ұшырауы мүмкін. Бұл құбылыс жабдықты ішінара немесе толығымен өшіруге қабілетті. Бұған жол бермеу үшін кеңейту цистерналары деп аталатын әртүрлі сақтау элементтері қолданылады. Бірақ біздің жағдайда бұл қажет емес, өйткені құбырлы жылу алмастырғыштар оларға өте төзімді. Сонымен қатар, қоршаған ортаның тазалығына қатаң талаптар қойылмаған. Мұндай жабдықтың елеулі кемшілігі осы типтегі жылу алмастырғыштардың барлық түрлері өте металды қажет етеді, бұл соңғы құны мен өлшемдерге әсер етеді.
Газ жабдығына арналған жылу алмастырғыштар
Жасыратыны жоқ, кез-келген қатты отын немесе газ қазандығының конструкциясында жылу алмастырғыш бар, оларды жылытқыштар деп те атайды. Біз негізгі түрлерін қарастырдық. Сіз байқағандай, осы немесе басқа түрлер әртүрлі салаларда қолданылады. Кейбір құрылғылар кеңірек қолдануды тапты, басқалары белгілі бір салаларда қолданылады және басқаларына сәйкес келмейді. Біздің жағдайда құбырлы және пластиналы жылу алмастырғыштарды пайдалану орын алады. Бірінші жағдайда біз түтіктер жүйесімен, екіншісінде - пластиналармен айналысамыз. Негізінде, түріне қарамастан, гейзерге арналған жылу алмастырғыш бірқатар талаптарға сай болуы керек. Біріншіден, жоғары жылу беру коэффициентіне ие болу, екіншіден, берік және жоғары температураға төзімді болу. Ең танымал материалдар мыс, алюминий жәнеболат. Соңғы нұсқа азырақ қолайлы, өйткені мұндай металл ауыр, бұл тиімділікті төмендетеді. Кез келген жағдайда гейзерге арналған жылу алмастырғыш кем дегенде 5 жыл қызмет етуі керек.
Қорытынды
Сонымен біз жылу алмастырғыштардың негізгі түрлерін қарастырдық. Қабық пен пластинка сияқты түрлер назардан тыс қалды. Негізінде, олар классикалық пластинкадан немесе қырлыдан аздап ерекшеленеді. Бірақ корпусы бар жылу алмастырғышы бар ванна пештерін жиі таба аласыз. Дегенмен, негізгі ерекшелігі - жабдықтың жоғары температура мен жұмыс қысымына төзімділігі. Корпус титан, тот баспайтын болат немесе көміртекті болат сияқты материалдардан жасалуы мүмкін. Бір қызығы, қабықшалы жылу алмастырғышы бар ванна пештері бу немесе конденсат үшін жақсы реттеледі, бұл, сөзсіз, айтарлықтай артықшылық. Негізінде, бұл оқиғаны аяқтауға болады, өйткені енді сіз жылу алмастырғыштар туралы қажет нәрсенің бәрін білесіз.
