Пластинчасті теплообмінники. Види пластинчастих теплообмінників
Одним з основних елементів будь-якої системи теплопостачання є теплообмінні апарати або просто теплообмінники. У сучасних системах теплопостачання на зміну традиційним кожухотрубним теплообмінникам прийшли, і практично витіснили їх, пластинчасті теплообмінники.
Сталося це саме тому, що вони мають цілу низку переваг, неодноразово розглянутих у спеціалізованій літературі. На деяких із них зупинюся докладніше.
Види пластинчастих теплообмінників:
- розбірні;
- паяні;
- зварні та полузварні.
Найбільш широко представлені на ринку й користуються попитом перші два види — розбірні й паяні пластинчасті теплообмінники. Однак, поміж фахівців немає однозначно думки в зоні їхнього застосування та, відповідно, виникають питання: «У чому принципова різниця між цими двома видами пластинчастих теплообмінників?» і «Які з них частіше застосовуються в схемах теплопостачання й чому?». Ми спробуємо знайти відповіді на поставлені питання.
Незаперечною перевагою пластинчастих теплообмінників є їхнє значна поверхня нагріву за невеликих габаритах, у порівнянні з традиційними кожухотрубними. Іншими словами, за однакової теплової потужності, габарити трубчастого теплообмінника можуть бути в десятки разів більше, ніж пластинчастого. У цій бездоганній перевазі, звичайно ж, з'являються ще два непрямих чинника: мала металоємність, відповідно мала вага, а також розміри приміщення, у якому потрібно його встановити. Безумовно, більш компактний і легкий пристрій легше змонтувати в порівнянні з більш важким і громіздким. Крім того, вартісні показники в цьому випадку, так само виявляються на стороні компактного пластинчастого теплообмінника. Тому за термомодернізації будинку, у тому числі й житлового, питання заміни фізично зношеного та морально застарілого теплообмінного обладнання завжди вирішується за допомогою пластинчастих теплообмінників.
Так уже склалося, що найчастіше перевагу віддають розбірним пластинчастим теплообмінникам. Причини цього різні. Але основний, яким керуються практично всі без винятку експлуататори й теплопостачальні організації, — можливість розбирання цього типу теплообмінників для механічного очищення від накипу й інших відкладень.
Дійсно, низька якість мережевої води в теплових мережах давно вже стала постійною темою обговорення серед фахівців. Ще складніша експлуатація теплообмінника в системі гарячого водопостачання, тому що на його нагрівальній стороні циркулює непідготовлена питна вода. Її якість залишає бажати кращого. Вона також містить солі, які під час нагрівання утворюють накип на поверхні теплообміну.
Причиною особливої уваги до забруднення теплообмінника є зниження ефективності. Тобто, з плином часу, під час збільшення шару забруднення, потужність і, відповідно, температура нагрівається середовища неухильно падають. Саме тому виникає потреба періодичного очищення поверхні від відкладень, для відновлення її ефективності. Водночас виникає парадокс: незалежно від різноманіття різних методів очищення, як правило, застосовують механічну!
Причина такого вибору методу очищення — традиція. Занадто довго й широко застосовували кожухотрубні теплообмінники, які очищали механічно. Крім того, є професія — фахівець з очищення поверхні водотрубного котла (як великого теплообмінника) від нагару зовні і від накипу зсередини саме механічним способом, часто, вручну.
Для зменшення утворення накипу і, відповідно, спрощення обслуговування сучасного теплообмінника його робочу поверхню виготовляють спеціально профільованою для турбулізації потоків теплоносія в каналах. Також, за правильно організованій експлуатації пластинчастих теплообмінників, найчастіше, досить направити потоки теплоносіїв у зворотному напряму, щоби прибрати можливі відкладення.
Що ж відбувається зараз на практиці? Купуючи розбірні теплообмінники, які, до слова, у 2-3 рази дорожче паяних, користувач налаштований на експлуатацію обладнання, яка в цей час уже є архаїчною. Він готується до необхідності розбирання теплообмінника як мінімум для очищення, до того ж, — старим і вже неефективним механічним ручним способом.
Потрібно зазначити, що виробники розбірних пластинчастих теплообмінників у рекомендаціях вказують про необхідність у разі розбирання практично стовідсоткову заміну ущільнень і деяких особливо забруднених пластин. Це вимагає додаткових витрат. Треба звернути увагу, що розбирання цих теплообмінників неможливо виконати на місці їх установки — у підвальних приміщеннях, де зазвичай є індивідуальні теплові пункти. Приміщення в багатьох випадках не дають змогу забезпечити вільний доступ до всіх елементів обладнання для його обслуговування, тим більше — забезпечити простір навколо теплообмінника для можливості його коректного розбирання, чищення і складання. А за рекомендаціями виробників, збірка після розбирання й чищення, вимагає особливої акуратності, точності установки ущільнень, недопущення потрапляння забруднень у місцях ущільнення. Виконати цю операцію буває вкрай складно в обмеженому просторі теплового пункту. Отже, теплообмінник потрібно повністю демонтувати й доставити в спеціалізоване приміщення, обладнане для проведення подібного роду робіт. Після очищення, заміни прокладок і пластин, потрібно повернути його на місце й заново змонтувати. Не багато організацій мають необхідними приміщеннями й обладнанням для якісного виконання таких робіт. Водночас виникають додаткові витрати — оплата робіт, матеріалів, перевезення... Вартість розбірного теплообмінника разом із його обслуговуванням істотно зростає.
Іншими словами, у разі покупки розбірного пластинчастого теплообмінника до його вартості потрібно відразу додавати вартість усіх робіт і матеріалів хоча б одного розбирання й чищення. Але на практиці ключова відмінність теплообмінника — можливість його розбирання — часто взагалі не використовується через неможливість виконання демонтажу й чищення за місцем установки. Отже, 2-3 кратна переплата за «розбірний» пластинчастий теплообмінник цілком і повністю не обгрунтована.
У той же час, більш дешеві паяні пластинчасті теплообмінники, володіючи всіма перевагами цього класу обладнання, не будуть розбиратися й механічно очищатися. За існуючою і прийнятою в усіх європейських країнах практикою, після вироблення свого ресурсу такі теплообмінники просто замінюють новими. Середній термін їх експлуатації складає приблизно 10 років. Чи виправданий такий підхід? Досвід експлуатації цього обладнання в сучасних умовах говорить однозначно: «Так!».
Слід зазначити, що паяні теплообмінники також мають певні недоліки. Вони не завжди можуть замінити розбірні. Максимальна потужність паяних теплообмінників міститься в діапазоні 1-3 Гкал / год, що накладає певні обмеження на зону їх застосування. Так, наприклад, у центральних теплових пунктах, котелень, у системах із великими витратами теплоносія потрібні теплообмінні апарати з потужністю від 3-4 Гкал / год і більше. Для таких застосувань використання паяних теплообмінників стає неефективним, а часом — просто неможливим. Навіть у разі паралельної установки декількох паяних теплообмінників, перевага залишається на боці розбірного, як за ціновими, так і за габаритно-ваговими показниками. У таких випадках кращим є вибір саме розбірного теплообмінника, потужність якого може досягати 100-200 Гкал / год, що на два порядки більше, ніж паяного.
Сподіваюся тепер, у разі виникнення питання «Який пластинчастий теплообмінник потрібен?», Ви зможете зробити обґрунтований і правильний вибір.
