Меню

Теплообменник труба в трубе преимущество

Как работает теплообменник труба в трубе – преимущества и недостатки устройства

Теплообменник труба в трубе служит для нагревания или охлаждения теплоносителя в системах отопительного и промышленного типа. Данные аппараты используются также в нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности.

Общая информация про теплообменник труба в трубе

При помощи теплообменных аппаратов, или теплообменников, осуществляется обмен тепловой энергией между двумя веществами, использующимися в роли теплоносителя. Это приводит к нагреванию одного из них, и охлаждению другого. Исходя из этой способности одни теплообменники на тепловых трубах выполняют роль нагревателей, другие – холодильников.

Способ передачи тепла устройствами может быть:

  • Поверхностным. Служит для разделения теплоносителя. В данном случае предусмотрена специальная стенка, хорошо проводящая тепло между двумя отделениями резервуара.
  • Регенеративным. Процедура передачи тепла включает в себя два этапа, в процессе которых специальная насадка попеременно нагревается и охлаждается.
  • Смесительным. Для теплообмена двух сред применяется их прямой контакт и перемешивание.

Конструкционные особенности

Данную группу аппаратов относят к поверхностным тепловым приборам. Устройство теплообменника труба в трубе не отличается особой сложностью. Чаще всего в состав теплообменника входит несколько элементов: их располагают друг над другом, соединяя между собой специальным креплением. В состав каждого отдельного звена входят вставленные друг в друга трубы, предназначенные для теплообмена между собой. Внешнюю трубу большего диаметра соединяют с аналогичными элементами соседних отделений.

Это же касается и расположенных внутри труб меньшего диаметра: для них также применяется последовательное соединение. Для обеспечения возможности регулярных чисток на всех соединениях устанавливаются разъемы. Внутренние трубы в основном соединяют съемными калачами. За счет маленького поперечного сечения внутри системы достигается высокая скорость перемещения теплоносителя по трубам и между ними.

Если теплообмен требуется для теплоносителя в больших объемах, конструкцию аппарата дополняют несколькими добавочными секциями, для объединения которых предусмотрены общие коллекторы.

Достоинства теплообменника

Простая схема теплообменника труба в трубе не является помехой для его значительной популярности. Что касается обслуживания, то простота устройства дает возможность проводить его самостоятельно, без привлечения сантехников.

К основным преимуществам аппаратов данного типа можно отнести следующее:

  1. Оптимальная скорость транспортировки теплоносителя. Это достигается благодаря тщательному подбору водопроводных труб необходимого диаметра: это дает возможность раствору двигаться внутри системы беспрепятственно.
  2. Простота изготовления и ухода. Это позволяет без проблем проводить регулярную чистку устройства, позитивно влияющую на продолжительность его службы.
  3. Универсальность. Данное свойство теплообменника позволяет использовать не только жидкий, но также парообразный теплоноситель. Как результат, аппарат с успехом может применяться в самых разных системах.

К недостаткам оборудования обычно относят такие моменты:

  • Большие размеры. Это накладывает свой отпечаток как на транспортировку, так и эксплуатацию прибора. Особенно это касается приватного использования, т.к. дополнительное пространство на установку аппарата найти не всегда просто.
  • Дороговизна. Стоимость наружных труб, не занятых в теплообмене, а также труб, которыми оснащается грунтовый теплообменник (если они имеются в общей конструкции) довольно значительна.
  • Сложность проектирования. Данная процедура по силам разве что профессионалам, так как требует проведения сложных вычислений и знания точных параметров системы. Как результат, общая стоимость монтажных работ увеличивается.
Читайте также:  Валерий леонтьев труба откуда они родом

Несмотря на имеющиеся недостатки теплообменников труба в трубе, положительные стороны это успешно компенсируют: это объясняет большую популярность данных аппаратов не только в промышленных сферах, но и частных домовладениях.

Особенности проектировки

Во время проведения расчетных мероприятий теплообменника труба в трубе нужно подобрать наиболее оптимальный материал, из которого он будет изготовлен. Кроме того, на этом этапе определяют основные параметры конструкции. Хотя ниже и будут рассмотрены основные моменты проектировки аппаратов данной группы, однако самостоятельное проведение подобных работ не рекомендуется. Читайте также: «Как сделать теплообменник на трубу дымохода – варианты конструкции и способы монтажа».

Лучше всего, если этим займутся специалисты по теплотехнике. Так как для целого ряда теплоносителей характерна повышенная коррозийная активность, основные элементы теплообменника стараются изготовлять из нержавеющей стали. Этим также обеспечивается максимально возможная продолжительность службы аппарата. При использовании для изготовления другого материала потребуется проведение тщательного анализа особенностей эксплуатации теплообменника.

Чтобы рассчитать габариты основных секций теплообменника труба в трубе, потребуется информация о следующих параметрах:

  • Средний показатель разницы температур теплоносителей.
  • Тепловая нагруженность прибора.
  • Коэффициент теплоотдачи, происходящей между стенками аппарата и теплоносителем.
  • Показатель теплового сопротивления стенок теплообменника.
  • Площадь расчетной поверхности, вдоль которой осуществляется теплообмен.

Теплотехнические характеристики потребуется дополнить еще некоторыми расчетами. В первую очередь это касается гидравлических параметров, которыми обладает аппарат. Принцип работы теплообменника труба в трубе во многом зависит и от того, какая механическая нагрузка оказывается на металлические трубы системы отопления. Что касается коэффициентов теплообмена труб, то они напрямую зависят от рабочих сред, с которыми взаимодействуют: их знание позволит самостоятельно рассчитать теплообменную систему.

Несложная конструкция теплообменника труба в трубе содействует значительной распространенности аппаратов данного типа. Главное, чтобы большие габариты системы не являлись помехой в установке и последующей ее эксплуатации.

Источник

Теплообменники типа «труба в трубе»: 3 секрета и идеальное решение

Теплообменник – это конструкция, назначением которой является изменение температуры проходящих внутри нее газов или жидкостей. Теплообменные агрегаты могут нагревать и охлаждать потоки, при этом процессы часто сопровождаются испарением, появляется конденсат. Подобные системы предназначены для теплообмена между потоками, при этом один из них нагревается, а другой охлаждается. Неважно, какая задача стоит в приоритете – нагрев или охлаждение. Принцип работы теплообменников основывается на обмене теплом между двумя средами.

Виды теплообменных агрегатов:

  1. поверхностные. В данном случае теплоносители находятся по обе стороны от разделяющей их стенки через которую и происходит обмен теплом;
  2. смесительные. Конструкция теплообменника этого типа предусматривает непосредственное смешивание теплоносителей. Такие агрегаты эффективны, для их изготовления требуется меньше металла. Минус таких установок заключается в ограниченной область использования, так как не всегда допускается смешение потоков.
  3. регенеративные. Устройство теплообменника предполагает нагрев потоков при помощи специального инструмента, который переменно нагревается и охлаждается.
Читайте также:  Текут трубы в бане

Виды теплообменников по назначению:

  • нагреватели. Нагрев одного потока осуществляется за счет остывания другого. Такие установки экономичны, так как сокращается необходимость в подведении тепла извне;
  • охлаждающие установки (холодильники). Охлаждение потока осуществляется с использованием специального вещества (охлажденной воды, воздуха, пропана). Основным назначением таких агрегатов является охлаждение, нагрев спецвещества – это побочное действие.

К промышленным теплообменникам выдвигается ряд требований:

  1. коэффициент теплоотдачи материалов должен быть максимально возможным;
  2. конструкция должна занимать как можно меньше места и расходовать минимум материалов и топлива;
  3. чистка теплообменника должна осуществляться легко и быстро, при этом в процессе работы конструкция должна быть полностью герметичной и надежной.

Эти же требования предъявляются и к бытовым теплообменным установкам.

По конструкционным особенностям теплообменные установки бывают следующих разновидностей:

  • трубчатые. Это наиболее простой тип теплообменников. Отличаются такие устройства низкой ценой, малыми размерами и высокой эффективностью. Конструкции этого типа применяются в химической индустрии. Конструкция выполнена в форме цилиндра, в который помещен ряд трубок. Корпус цилиндра полый, в нем находится теплоноситель. Полость с трубками заполняется другим веществом. Подобные теплообменники используются как конденсаторы. По трубкам протекает в этом случае охлаждающее вещество, а в полость корпуса поступает пар;
  • «труба в трубе»;
  • пластинчатые. Достоинство этого типа обменников заключается в малом весе и габаритах. Обмениваться теплом могут более двух теплоносителей. Агрегат может содержать неограниченное количество пластин;
  • спиралевидные. Такие конструкции состоят из двух листов, изготовленных из стали и закрученных в спираль. Листы образуют клапаны. Теплоноситель поступает в центр конструкции и проходит по периметру, контактная среда движется в противоположном направлении. Устройство защищено корпусом, который снимают для чистки;
  • башенные. Основу такого типа обменников составляет разбрызгивание нагретой жидкости в верхней части емкости. Разбрызгиваясь, жидкость теряет часть тепла. Поток воздуха, который проходит в нижней части конструкции поглощает тепло. Недостаток устройства — его огромный размер, который достигает в высоту 100 м.

Теплообмен может происходить в разных с конструктивной точки зрения аппаратах. При выборе конструкции опираются на свойства теплоносителя и контактной среды, сферу использования устройства.

Конструкция теплообменника «труба в трубе»

Теплообменник «труба в трубе» используется в бытовых целях и на промышленных предприятиях. Конструкция состоит из двух труб разного диаметра, расположенных одна внутри другой. Жидкость, которую требуется нагреть или охладить, находится в непосредственном контакте с теплоносителем. Теплообменные трубы располагают вдоль друг друга. Разница в их диаметре позволяет свободно перемещаться теплоносителю. Работает теплообменник по принципу обмена теплом между контактной жидкостью и теплоносителем.

Читайте также:  Частичная непроходимость труб можно ли при этом забеременеть

Теплообменные агрегаты такого типа удобны в эксплуатации. Их используют в нефтяной, газовой, химической и пищевой промышленности. Обусловлено это надежностью устройства, герметичностью, удобством обслуживания. Промышленное отопление по вышеописанному типу является оптимальным для больших помещений.

Агрегат состоит из нескольких звеньев. Подача жидкости осуществляется при помощи патрубков. Конструкция выполнена в форме спирали. Прямые участки располагают друг над другом последовательно. Внутренний трубопровод соединяется при помощи специальных дуг. Обвязка теплообменника осуществляется патрубками таким образом, чтобы теплоноситель мог свободно перемещаться. Размер и величина отдельных секций определяется требуемой мощностью теплообменника.

Теплообменники для отопления нередко используются в загородных домах. Но теплообменник своими руками изготовить не так просто. Для этого нужно произвести профессиональный расчет технических параметров устройства, что невозможно без наличия определенных знаний. Процесс сборки агрегата намного проще, нежели его расчеты.

Для самостоятельного изготовления устройства подбирают два отрезка труб разного диаметра. Лучше использовать тонкостенные элементы, так скорость теплообмена значительно повысится. Единственный фактор, влияющий на толщину стенок — это давление жидкости. Важно, чтобы конструкция не деформировалась. Зазор между трубами, помещенными одна в другую должен составлять 1,5 мм – 3 мм со всех сторон. Длина внутренней трубы должна быть меньше внешней. На торцах внешней трубы нужно вмонтировать Т-образные тройники.

Самостоятельное изготовление теплообменников лучше производить из медных элементов. Альтернативой могут стать стальные трубы, но в этом случае эффективность устройства понизится.

Преимущества теплообменников «труба в трубе»

Преимущества теплообменников типа «труба в трубе» основываются на конструкционных особенностях устройства. Перемещение жидкости по агрегату происходит с оптимальной для ее нагрева или охлаждения скоростью. Теплоноситель и константная жидкость находятся между собой в правильном балансе. Достигается это путем подбора оптимального диаметра элементов. Теплообменники для отопления должны быть сконструированы по всем правилам.

Достоинством агрегата в том, что в нем используют разнообразные вещества. В качестве контактной среды выступает вода, пар, газ, любые вязкие жидкости.

Устройства не требуют специального ухода, их не требуется обслуживать. Прочистку теплообменника осуществляют за считанные минуты. Достигается это за счет того, что секции соединены разъемными фланцами. Конструкцию легко разобрать. Это касается и ее ремонта. Вышедшая из строя секция легко демонтируется и заменяется новой либо ремонтируется.

Очистка теплообменника осуществляется не только вручную, но и при помощи специальных механизмов. Устройство для промывки теплообменников представляет собой насосную конструкцию, позволяющую быстро и эффективно удалять все отложения, скопившиеся внутри трубопровода. Таким способом прочищают полностью засоренные конструкции. Для удаления загрязнений используют специальный раствор. Чистящее средство сохраняют и используют неоднократно.

Источник

Adblock
detector