Информация, оборудование, промышленность

Теплообменники

Теплообменник представляет собой устройство, предназначенное для передачи тепла между средами, имеющими разные температуры нагрева. Вещество, имеющее большую температуру и, соответственно, обладающее большей тепловой энергией, называется теплоносителем. Оно отдает тепло холодному веществу, нагревая его. Идет процесс обмена теплом, краткое название которого «теплообмен» и стало основой названия устройства в целом.

В теплообмене могут участвовать различные жидкости, пары и газы, в том числе и дымовые.

Зачем нужен теплообменник

Теплообменное оборудование предназначено для уменьшения непроизводительных потерь тепла и сокращения расхода топлива во время производственного процесса, предварительного нагрева воздуха, подаваемого в топки при сжигании топлива, нагрева воды для хозяйственных нужд, а также для охлаждения уходящих дымовых газов и пара.

Они нашли широкое применение в металлургической промышленности, энергетике, нефтеперерабатывающей промышленности, газовой отрасли и в коммунальном хозяйстве.

Применяется в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности, в энергетике и коммунальном хозяйстве.

Классификация теплообменного оборудования

Теплообменники могут быть поверхностными и смесительными.

В поверхностных  аппаратах контакт между теплоносителем и нагреваемой средой происходит через разделяющую поверхность, чаще всего сделанную из металла. Примером может служить движение холодной воды по трубе, находящейся внутри трубы большего диаметра, по которой течет горячая вода, пар или нагретые дымовые газы. Теплообмен происходит через поверхность разделяющей эти среды трубы, а точнее, через поверхность трубы, по которой движется холодная вода.

В этом случае процесс носит стационарный характер, параметры сред остаются постоянными в течение определенного периода времени, а теплообменное оборудование называется рекуперативным или стационарным.

Нагреваемая среда и теплоноситель могут двигаться в одном направлении (прямоточный теплообменник) и в противоположных направлениях (противоточные теплообменники). Противоточные теплообменники имеют больший КПД и позволяют нагревать холодную среду выше температуры теплоносителя на выходе из теплообменного аппарата.

Рекуперативное теплообменное оборудование может иметь различную конструкцию:

  • Труба в трубе
  • Витые
  • Двухтрубные
  • Погружные
  • Ребристые и др.

Регенеративные теплообменники

Регенеративное теплообменное оборудование имеет поверхность передачи тепла, с которой поочередно происходит контакт греющей и нагреваемой сред. Этот процесс напоминает волну, набегающую на нагретый солнцем берег.

Смесительные теплообменные аппараты.

Их также называют контактными по характеристике происходящего процесса, в ходе которого происходит непосредственный контакт греющей и нагреваемой сред. Применение такого оборудования возможно только в том случае, если в соответствии с технологическим процессом  можно смешивать участвующие в процессе теплообмена среды.

Например, можно смешивать холодную воду и нагретый водяной пар, а также  горячую и холодную воду.

Практическое применение теплообменного оборудования

Теплообменное оборудование нашло широкое применение и в быту. Самым простым и широко распространенным примером является бойлер, в котором происходит нагрев воды для бытовых нужд и ванных процедур с помощью, используемой для отопления дома воды.

Самая простая конструкция бойлера представляет собой трубу или пучок труб, расположенных в сосуде, по которому движется горячая вода. Основной проблемой при этом является коррозия труб, через поверхность которых происходит передача тепловой  энергии, а также образование известковых отложений на их внутренней поверхности.

Повысить интенсивность теплообмена и за счет этого уменьшить размер теплообменного аппарата можно при использовании пластинчатых теплообменников. Эта конструкция теплообменных аппаратов с успехом применяется и в промышленности.

Применение теплообменного оборудования позволяет сократить расходы на отопление и повысить КПД теплогенерирующего оборудования.