На повестке дня размер и стоимость систем охлаждения гидравлических жидкостей

20.11.2012

На протяжении нескольких десятков лет для охлаждения гидравлических жидкостей широко используют кожухотрубные теплообменники. Они отлично справляются со своей задачей в приложениях с повышенными требованиями, будь то загрязненная окружающая среда, флуктуирующее давление или значительные колебания температуры. Также подобные агрегаты используют в условиях, где присутствуют агрессивные (коррозионные) жидкости или может иметь место механическая (или иная) вибрация.

Тем не менее, постепенно растет спрос на теплообменники пластинчатого типа, особенно в приложениях охлаждения рабочей жидкости гидравлических систем. В подобных системах используют более компактный, блочный дизайн, который позволяет экономить до 50% занимаемого пространства по сравнению с кожухотрубными агрегатами. Теплообменники пластинчатого типа характеризуются хорошей охлаждающей способностью, простотой обслуживания и большой гибкостью для широкого круга приложений.

 

Чем дальше, тем большую роль играет фактор цены, поэтому большинству проектировщиков требуются более эффективные и бюджетные решения для традиционных задач.

 

Основные характеристики

 

В большинстве промышленных гидравлических систем для поддержания оптимальной температуры носителя необходимо использовать масляный теплообменник какого-либо типа. В устройствах с водяным охлаждением тепло отнимается от горячего масла, тем самым снижается температура последнего. Исторически сложилось так, что большинство масляных теплообменников, используемых в гидравлических системах, были или воздушно-масляного или пластинчатого типов.

 

Простой теплообменник пластинчатого типа состоит из набора тонких, рифленых пластин, которые либо припаяны друг к другу, либо расположены между прокладками. Пластины образуют батарею в окружении системы параллельных трубок. В итоге получается теплопередающая поверхность, которая упакована в небольшом объеме. Масло и охлаждающая жидкость протекают по разным каналам и, как правило, в противоположных направлениях. Противоток создает высокую турбулентность в обеих средах, тем самым, делая процесс охлаждения более эффективным.

 

Турбулентность в потоках повышает сдвиговое напряжение, которое уменьшает толщину ламинарных слоев обоих жидкостей. В результате возрастает коэффициент теплоотдачи. При использовании в конструкции тонких стенок и материалов с большой теплопроводностью улучшается общая эффективность охлаждения.

 

Меньше накипи

С целью уменьшить образование накипи в теплообменниках пластинчатого типа используют два различных подхода. В конструкции, где использована пайка, тонкие листы меди располагаются между пластинами из нержавеющей стали. Сами пластины, их края и все соединения спаяны вместе в вакуумной печи. Такое решение позволяет обойтись без уплотнительных прокладок, и тепло эффективно отводится со всех частей системы. Твердый припой скрепляет и удерживает вместе пластины в точках касания, обеспечивая оптимальную теплоотдачу и необходимый запас прочности.

 

Комбинация равномерно-распределенного потока с большим сдвиговым напряжением на поверхности пластин обеспечивает самоочищающий эффект, что минимизирует образование накипи на теплоотдающих поверхностях. Поэтому подобный негативный эффект значительно слабее в теплообменниках пластинчатого типа по сравнению с обычными кожухотрубными системами.

 

Пластинчатым теплообменникам с прокладками между пластинами чаще находят применение там, где требуется значительная производительность холодильной установки (например, в больших гидравлических или смазочных системах), или где присутствуют агрессивные (коррозийные) охлаждающие носители. Например, для приложений, где в качестве носителя используется морская вода, подобные устройства могут поставляться титановыми пластинами. Большим плюсом пластинчатых теплообменников с прокладками является то, что их легко разобрать для очистки.

 

Сокращение расходов

Пластинчатые теплообменники обоих типов (с прокладками и с использованием пайки) имеют несколько весомых преимуществ по сравнению с обычными кожухотрубными агрегатами. Более скромные размеры наряду с широким выбором соединений позволяют легко проектировать и создавать компактные гидравлические системы. Кроме того, пластинчатые теплообменники можно изготовить по индивидуальному заказу. Они доступны в широком ассортименте размеров и конфигураций, что позволяет найти оптимальное решение для конкретной задачи. В действительности, пластинчатые теплообменники могут быть в три раза меньше обычных кожухоподобных собратьев с той же или даже лучшей охлаждающей способностью.

 

За более детальной информацией можно обратиться к Скоту Сайферту из Fluids and Utilities (scot.seifert@alfalaval.com), или же посетить сайт компании: www.alfalaval.com

Новости отрасли