Идентификация неизвестного блока

На рис. 5 дано несколько советов как определить, является ли немаркированный ППТО аппаратом холодильного контура и на какой стороне находятся каналы для хладагента. Однако обратите внимание на следующее.

При подсчете числа пластин не надо считать уплотняющую пластину, если таковая имеется.
Существуют модели, в которых для увеличения прочности некоторые пластины сдваиваются. В этом случае две пластины ставятся вместе, причем углы между гофрами направлены в одну сторону, и между ними находится медная фольга. Эти пластины соприкасаются по всей поверхности, и снаружи можно увидеть, что расстояние между пластинами около 0,1 мм вместо 2,4 мм. При подсчете числа пластин такая сдвоенная пластина, очевидно, должна учитываться как одна.

Самой сложной для идентификации является модель ППТО с дополнительным заблокированным каналом (рисунки 2 и 5° C). Такие ППТО, как и нехолодильные теплообменники, имеют нечетное число пластин. Если у теплообменника есть патрубки на задней плите, то через них должна быть видна двойная прокладка, которая перекрывает канал. В противном случае определить тип устройства можно только при помощи тщательных измерений и проверки наличия одинарной прокладки в конце распределительных каналов S1 и S2.

Режим течения

Каналы, образованные шевронными гофрами, заставляют жидкость двигаться по пути, похожему на винтовую линию, создавая турбулентность. На самом деле в ПТО нет резкого перехода от ламинарного к турбулентному потоку. Такой режим обеспечивает ПТО гораздо более высокие коэффициенты теплопередачи по сравнению с обычными КТТО, особенно для вязких жидкостей.

Управление

Практическая польза от такого характера потока состоит в отсутствии типичных для трубчатых ТО скачков тепловой мощности или ее гистерезиса при переходе от ламинарного потока к турбулентному и обратно, что делает управление теплообменником затруднительным или невозможным.

Компактность

ППТО весит приблизительно на 25% меньше и занимает места на 25% меньше по сравнению со своим ближайшим конкурентом — коаксиальным теплообменником. Следует отдать должное и коаксиальному теплообменнику: иногда пространство внутри корпуса со змеевиком может быть использовано, например, в качестве жидкостного ресивера.

Объем жидкости

В ППТО объем на стороне хладагента составляет около 2 л на кв. метр площади нагрева, т.е. почти в десяти раз меньше чем у многотрубного ТО. Практические следствия из этого:

маленький объем заполнения,
быстрая реакция на изменения нагрузки.

Пределы давления и температуры

Температура от −160°С до +150°С
Давление 30 — 40 бар.

Давление на разрыв для ППТО составляет больше 150 бар, а большинство правил по эксплуатации сосудов высокого давления требуют как раз пятикратного превышения давления на разрыв по сравнению с расчетным давлением. Вышеуказанные пределы являются ориентировочными, точные данные можно найти в каталоге продукции.

Более низкое расчетное давление имеют никелевые паяные блоки. Нехолодильные ППТО иногда используются для работ при высоких температурах и низком давлении. Соответственно, их температурные номинальные характеристики выше, а номинальные давления — ниже.

"Добавить комментарий"

Расположение входных и выходных патрубков

На рис. 3 показаны обозначения соединительных патрубков. Если маркировка патрубков нанесена неправильно, или же надписи на бирках невозможно прочитать, то распознать патрубки можно по положению сгибов на краях канальных пластин. Края пластин согнуты в направлении от передней плиты к задней. Патрубки холодильного контура обычно присоединяются пайкой, и ППТО следует ориентировать так, чтобы эти патрубки находились слева.

Хотя ППТО можно собрать так, чтобы патрубки для хладагента находились справа, на месте S1 и S2, это не рекомендуется, потому что может привести к недоразумениям, когда блок будет использоваться для других целей. Кроме того, нестандартный блок будет стоить дороже и потребует больше времени на изготовление. Если патрубки для хладагента должны находиться справа просто переверните блок на 180, как показано на рис. 4.

"Добавить комментарий"

Наименования пластин и их классификация

Обратимся к рис. 2.

В холодильном ППТО все каналы с хладагентом окружены каналами с водой, т.е. число каналов с водой на один больше, чем с хладагентом. Следовательно, крайние каналы в пакете пластин являются водными.
В этом случае число теплопередающих (канальных) пластин будет четным. Это четко указывает на принадлежность данного ППТО к холодильному оборудованию.
В старых моделях пространство между первой канальной пластиной и передней плитой было открытым. Такие пластины устанавливают так, чтобы вершины углов гофров были направлены вверх. В противном случае вода может проникать сюда, скапливаться в углах и замерзать.
Углы гофров на последней канальной пластине холодильных ППТО направлены вниз. Если вода проникнет в пространство между этой пластиной и задней панелью, она будет там скапливаться и замерзать.

Чтобы это предотвратить, некоторые старые модели снабжены дополнительной пластиной с гофрами, углы которых направлены вверх. Новый образовавшийся канал будет теперь холодильным каналом и окажется крайним в пакете. Поэтому доступ к нему приходится перекрывать с помощью установки добавочных прокладок в соединительные отверстия.

Пространство между последней канальной пластиной и задней плитой на современных моделях надежно герметизировано при помощи загнутых вниз краев последней пластины, вследствие чего дополнительная пластина больше не нужна.
У всех современных моделей есть дополнительная гладкая уплотняющая пластина между передней плитой и первой канальной пластиной. Эта пластина нужна только для герметизации пространства между плитой и канальной пластиной.

Все современные модели симметричны, т.е. теплоноситель может входить с любой стороны канала. Исключение. Некоторые ППТО специально разрабатывались в качестве испарителей. Они должны быть установлены так, чтобы соединения для хладагента находились в определенных местах.

"Добавить комментарий"

Конструкция пластин

Канал, образованный двумя пластинами с глубокими остроугольными гофрами, создает небольшой перепад давлений и имеет небольшой коэффициент теплопередачи для данного расхода теплоносителя. С увеличением угла между гофрами и (или) уменьшением их глубины соответственно увеличиваются перепад давлений и коэффициент теплопередачи.

Увеличение длины пластин имеет почти такой же эффект, как и уменьшение глубины или увеличение угла между гофрами. Перепад давлений увеличивается из-за большей длины потока. Теплопередача также увеличивается, но не из-за увеличения коэффициента теплопередачи, а из-за большей площади теплообмена.

Пластина с острыми углами — это пластина L-типа (от английского low — низкий, малый).
Пластина с тупыми углами — это пластина Н-типа (от английского high — высокий, большой).
Канал, образованный L-пластиной и Н-пластиной,— это канал М-типа (от английского medium — средний), М-пластин не существует.

В зависимости от тепловой нагрузки любой из типов пластин может оказаться оптимальным для решаемой задачи. Вообще говоря, для режимов с большими объемными расходами теплоносителей и небольшой теплопередачей (низкая теплоемкость или небольшое изменение температуры) необходимы L-каналы. Хорошим примером такого теплоносителя является воздух при окружающем давлении. Для него необходима такая предельная форма L-каналов, что применение ПТО теряет практическую ценность.

Для режимов с малыми объемными расходами, но большой теплопередачей (большая теплоемкость, изменение фазового состояния или большой перепад температуры) предпочтительнее Н-каналы. Хорошим примером в данном случае является изменение фазового состояния хладагентов. Поэтому почти всегда, когда в холодильном цикле требуется обеспечить передачу теплоты, используются Н-каналы. Они является стандартным типом пластин в холодильных ППТО.

Теоретически, можно комбинировать каналы разных типов в одном ПТО, т.е. после нескольких Н-каналов расположить М-каналы. В результате мы получим теплообменник с тепловой мощностью, промежуточной между Н и М-каналами. Это очень распространенный метод изменения тепловой мощности ППТО.

В случае теплопередачи с изменением фазового состояния такое комбинирование приведет с серьезным нарушениям в распределении теплоносителей между первым Н-каналом и последним М-каналом. Поэтому данный метод не используется в холодильных ППТО.

"Добавить комментарий"

Конструкция и материалы

Паяный пластинчатый теплообменник ППТО — это вариация традиционного разборного пластинчатого теплообменника (РПТО). Как и обычный ПТО, он состоит из нескольких собранных в пакет пластин с шевронными гофрами, изготовленных из нержавеющей стали марки 316.

Угол между гофрами и их глубина, а также размеры пластин определяют тепловые и гидравлические свойства ППТО. У соседних пластин углы между гофрами направлены в противоположные стороны. Точки, в которых стенки гофров соприкасаются, играют роль опорных точек для пакета пластин.

В отличие от РПТО, на краях пластин отсутствуют желобки для уплотнителей. Вместо этого край каждой пластины загибается вниз и соприкасается с соседней пластиной. Между пластинами помещается тонкая медная фольга, такого же размера, как и сами пластины. Пакет пластин зажимается между двумя более толстыми гладкими плитами, к которым присоединяются входные патрубки, и затем производится пайка пакета в вакуумной печи. Эта стадия изготовления ППТО изображена на рис. 1.