Płytowe wymienniki ciepła to rodzaj urządzeń wykorzystywanych w instalacjach do wymiany ciepła między dwoma płynami. Przekazują energię z jednego medium do drugiego. W naszym wpisie przyjrzymy się budowie płytowych, uszczelkowych wymienników ciepła, by opowiedzieć o zasadzie ich działania. Używając prostego języka, postaramy się wyjaśnić zasady działania wymienników.
Podstawy budowy płytowych wymienników ciepła
Zanim przejdziemy do opisu urządzeń, wyklarujmy, jaką wymianę ciepła między płynami mamy na myśli we wstępie, podając konkretny przykład. Wymiennik ciepła może schładzać olej (pierwsze medium) nagrzewający się do wysokich temperatur w instalacji pracującej w zakładzie produkcyjnym. Do schładzania wykorzystuje wodę (drugie medium). Jak wskazuje nazwa omawianego urządzenia, elementy robocze stanowią w nim płyty, zwykle stalowe. Wyobraźmy sobie zestaw ustawionych na półce książek o takich samych wymiarach. Między każdą książką mamy jednakowy odstęp. Taki układ ma wymiennik ciepła płytowy, co jeszcze oczywiście rozwiniemy.
Przykłady wymiarów w systemowym wymienniku skręcanym
W systemowym urządzeniu skręcanym odstęp między płytą początkową i końcową można regulować poprzez umieszczenie odpowiedniej ilości płyt wymiany ciepła. Ilość zastosowanych płyt wymiany ciepła ma oczywiście wpływ na parametry wymiennika i zostaje określona na podstawie obliczeń ekspertów. Dla przykładu zerknijmy w katalog płytowych wymienników ciepła FUNKE (przyglądamy się wymiennikom skręcanym, uszczelnianym, seria FP, FPDW) i pierwszą pozycję z tabeli wymiarów. W zestawie z max. 125 płytami o pow. 0,4 m2 rozstaw od pierwszej do ostatniej płyty może mieć 150-600 mm. Zaznaczmy przy tym, że pozycji w tabeli jest wiele i jako ciekawostkę dodajmy, co znajduje się na końcu. W zestawie z max. 800 płytami o pow. 3,0 m2 rozstaw to 1980-5980. To obrazuje, jak różne pod względem gabarytów mogą być wymienniki.
(1) Płyta początkowa, stała,
(2) Płyta końcowa,
(3) Kolumna wspierająca,
(4) Górna prowadnica płyt,
(5) Dolna prowadnica płyt,
(6) Rolka nośna,
(7) Pręt gwintowany, dokręcający,
(8) Śruby mocujące,
(9) Gumowe/metalowe wkładki uszczelniające,
(10) Uszczelnienie płyty,
(11) Płyty wymiany ciepła,
(12) Tabliczka znamionowa.
Ciąg dalszy podstaw budowy i działanie płytowych wymienników ciepła w uproszczeniu
W każdej płycie wymiennika ciepła w narożnikach znajdują się otwory. Całość jest zamknięta w obudowie. W części obudowy ułożonej równolegle z płytami również znajdują się otwory, przez które doprowadzane są media. Przez dwa otwory wpływa/wypływa pierwsze medium, które wypełnia co drugą wolną przestrzeń między płytami. Analogicznie wpływa/wypływa drugie medium, wypełniając pozostałe wolne przestrzenie. Do całego systemu dochodzą oczywiście odpowiednie łączniki, elementy montażowe itd. Ciecze nie mogą wydostawać się na zewnątrz i nie mają bezpośredniego styku, ale przez płyty wymiennika mogą przekazywać sobie energię cieplną. Wracając do naszego przykładu: olej pracujący w instalacji jest schładzany przez wodę. Na koniec dodajmy, że wymiennik płytowy może być też nie skręcany, a lutowany.
grafiki pochodzą ze strony https://funke.de/