Пластинчатые теплообменники Funke. Принцип Off-Set

Основой любого теплообменного аппарата является пакет пластин. Пластины попарно формируют каналы протекания сред, обеспечивающие теплопередачу в аппарате. Результатом работы специалистов фирмы FUNKE стала разработка пластины Off-Set со специальной структурой рельефа, благодаря которой обеспечивается максимальная производительность при наименьших затратах.

Рис. 1. Профиль канала Off-Set (ввреху) и канала с симметричной структурой рельефа (внизу)

Типовое исполнение включает 4 типа ассиметричных профилей, которые, в отличие от обычных симметричных рельефов, удваивают число возможных комбинаций теплообменных каналов и обеспечивают оптимальную теплопередачу. На рис. 1 изображены в сравнении профили каналов Off-Set пластины и пластины с симметричной структурой рельефа. Очевидно, что при одинаковой глубине рельефа объем канала Off-Set пластин будет больше примерно на 30%.

Варианты формирования теплообменных каналов:

Off-Set пластины предлагаются с четырьмя различными типами профилей (G, H, K, L), которые отличаются между собой геометрией штамповки и углом наклона рельефа по отношению к направлению основного потока. За счет комбинирования данных пластин, представленных в 14 типоразмерах от 0,04 м 2 до 3 м2, можно создать 9 различных каналов, что приведет к определенному компромиссу (в зависимости от среды) между расходом, величиной теплопередачи и потерей давления. Таким образом, несмотря на ограниченный выбор пластин, теплообменник может быть оптимально подобран согласно теплотехническим требованиям любого конкретного проекта.

С помощью Off-Set пластин возможно создание не только ассиметричных, но и симметричных каналов. Для этого достаточно просто зеркально располагать пластины одинакового профиля относительно друг друга при формировании каналов в теплообменнике. Однако следует иметь в виду, что ассиметричные каналы обладают рядом преимуществ, благодаря чему их использование будет более желательным. Преимущество асимметричных каналов состоит, прежде всего, в том, что одна из сред, участвующих в процессе теплообмена, может протекать в значительно большем объеме при меньших потерях давления. Так, для чувствительных сред и сред с высокой степенью вязкости предлагаются пластины с широкими теплообменными каналами, для экономно используемых сред применяются пластины с более узкими каналами. На рис. 2 показано, каким именно образом могут быть сформированы широкий, узкий и средний по глубине рельефа каналы благодаря комбинации ассиметричных Off-Set пластин с тупым углом наклона рельефа типов Н (пластина с широкими углублениями) и G (с узкими углублениями). Аналогичные каналы могут быть сформированы из пластин с острым углом наклона рельефа по отношению к основному потоку типов L (с широкими углублениями) и К (с узкими углублениями).

Рис.2. Варианты каналов системы FUNKE –Средний (голубой), узкий (розовый) и широкий (серый) каналы

От угла наклона рельефа по отношению к направлению основного потока зависят также и теплопередающие свойства пластин. При тупом угле наклона рельефа теплопередача в канале будет высокой, но и потери давления будут очень велики. При остром угле наклона рельефа, напротив, теплопередача будет более низкой, но в то же время существенно уменьшаться и потери давления. Поэтому если сочетать пластины с острым и тупым углом наклона профиля, то можно получить хорошую теплопередачу при небольших потерях. К примеру, канал образованный на рис. 2 двумя пластинами H (средний канал) обеспечивает высокую теплопередачу и дает относительно низкие потери давления.