Пластинчасті теплообмінники . Сучасні тенденції застосування

Одним з основних елементів будь-якої системи теплопостачання є теплообмінні апарати або просто теплообмінники. У сучасних системах теплопостачання на зміну традиційним кожухотрубні теплообмінникам прийшли, і практично витіснили їх, пластинчасті теплообмінники. Сталося це саме тому, що пластинчаті теплообмінники мають цілий ряд переваг, неодноразово розглянутих у спеціалізованій літературі.  Деякі з них ми уточнимо в даній статті.
      Пластинчаті теплообмінники бувають наступних видів:
- Розбірні пластинчасті теплообмінники ;
- Паяні пластинчасті теплообмінники ;
- Зварні та полузварні пластинчасті теплообмінники .
      Найбільш широко представлені на ринку і користуються попитом перші два види - розбірні й паяні. Однак серед фахівців немає однозначної  думки щодо сфери їх застосування і, відповідно, виникають питання: «У чому принципова різниця між цими двома видами пластинчастих теплообмінників?» І « Які з них частіше застосовуються в схемах теплопостачання і чому?». Дана стаття спрямована на пошук відповідей на поставлені питання.

    Незаперечною перевагою пластинчастих теплообмінників є їх значна поверхню нагріву при невеликих габаритах, у порівнянні з традиційними кожухотрубними. Іншими словами, при однаковій теплової потужності, габарити трубчастого теплообмінника більше ніж пластинчастого . При цій беззастережній перевазі існують ще два непрямих позитивних чинники: мала металоємність, а значить і мала вага теплообмінника , і малі розміри приміщення, необхідного для його установки. Безумовно, більш компактний і легкий пристрій легше змонтувати в порівнянні з більш важким і громіздким. Крім того, вартісні показники так само виявляються на стороні компактного пластинчастого теплообмінника. Тому при термомодернізації існуючого будинку, в тому числі і житлового, питання заміни фізично зношеного та морально застарілого теплообмінного устаткування завжди вирішується за допомогою пластинчастих теплообмінників.
     Так склалося, що найчастіше перевагу віддають розбірним пластинчастим теплообмінникам. Причини тому різні. Але основною причиною, якою керуються практично всі без винятку експлуатуючі та теплопостачальні організації, - можливість розбирання даного типу теплообмінників для механічного очищення від накипу й інших відкладень.
      Дійсно, низька якість мережної води в теплових мережах давно вже стало постійною темою обговорення серед фахівців. Ще складніше експлуатація теплообмінника в системі гарячого водопостачання, тому що на  його стороні, що нагрівається, циркулює взагалі непідготовлена ​​питна вода . Її якість залишає бажати кращого. Вона також містить солі , які при нагріванні утворюють накип на поверхні теплообміну .
      Причиною особливої ​​уваги до забруднення теплообмінника є зниження його ефективності . Тобто, з плином часу, при збільшенні шару забруднення, потужність теплообмінника, а, відповідно, і температура нагріву середовища, неухильно падають. Саме тому з'являється необхідність періодичного очищення поверхні теплообміну від відкладень, для відновлення її ефективності . При цьому виникає парадокс: незалежно від різноманіття різних методів очищення, як правило, застосовують механічну!
Причина такого вибору методу очищення - традиція . Занадто довго і широко застосовували кожухотрубні теплообмінники, які очищали механічно. Більше того, існує професія - Котлочист - фахівець з очищення поверхні водотрубний котла (як великого теплообмінника ) від нагару зовні і від накипу зсередини саме механічним способом , найчастіше - вручну.
      Для зменшення утворення накипу і, відповідно, спрощення обслуговування сучасного теплообмінника його теплообмінну поверхню виготовляють спеціально профільованою для турбулізації потоків теплоносія в каналах . Також при правильно організованій експлуатації пластинчастих теплообмінників, найчастіше, достатньо направити потоки теплоносіїв у зворотному напрямку, щоб прибрати можливі відкладення.

      Що ж відбувається зараз на практиці? Купуючи розбірні теплообмінники, які, до слова, в 2-3 рази дорожче паяних, користувач по-старому налаштований на таку експлуатацію обладнання, яка в даний час вже є архаїчною. Користувач готується до необхідності розбирання теплообмінника як мінімум для очищення, до того ж  - старим і вже неефективним механічним ручним способом.
      Потрібно особливо відзначити, що в рекомендаціях всіх виробників розбірних пластинчастих теплообмінників вказується про необхідність при розбиранні практично стовідсоткової заміни ущільнень і деяких особливо забруднених пластин, що вимагає додаткових витрат. Слід звернути увагу, що розбирання цих теплообмінників неможливо виконати на місці їх установки - у підвальних приміщеннях, де зазвичай знаходяться індивідуальні теплові пункти . Дані приміщення в багатьох випадках не дозволяють забезпечити вільний доступ до всіх елементів обладнання для його обслуговування, тим більше - забезпечити простір навколо теплообмінника для можливості його коректного розбирання, чищення і складання. А за рекомендаціями виробників, зборка пластинчастого теплообмінника після його розбирання і чищення, вимагає особливої ​​акуратності, точності установки ущільнень, недопущення потрапляння забруднень у місцях ущільнення. Виконати цю операцію буває вкрай складно в обмеженому просторі теплового пункту. Отже, теплообмінник потрібно повністю демонтувати і доставляти в спеціалізоване приміщення, обладнане для проведення подібного роду робіт. Після очищення , заміни прокладок і пластин , потрібно доставляти теплообмінник на місце і заново монтувати. Не багато організації володіють необхідними приміщеннями та обладнанням для якісного виконання таких робіт. Не багато . Та ще й виникають додаткові витрати - оплата робіт, необхідних матеріалів , перевезення ... Вартість розбірного теплообмінника разом з його обслуговуванням істотно зростає.
      Іншими словами, при купівлі розбірного пластинчастого теплообмінника до його вартості потрібно відразу додавати вартість всіх робіт і матеріалів хоча б для однієї розбирання і чищення . Або, що трапляється частіше, ключова відмінність теплообмінника - можливість його розбирання - взагалі не використовується при його експлуатації зважаючи на неможливість виконання демонтажу і чищення за місцем установки. Отже, 2-3 кратна переплата за «розбірний» пластинчастого теплообмінника цілком і повністю не виправдовується .
      У той же час, дешевші паяні пластинчасті теплообмінники , володіючи всіма перевагами даного класу обладнання, не будуть розбиратися і механічно очищатися. За існуючою і прийнятої в усіх європейських країнах практиці, після вироблення свого ресурсу такі теплообмінники просто замінюють новими. Середній термін їх експлуатації складає близько 10 років. Чи виправданий такий підхід? Досвід експлуатації цього обладнання в сучасних умовах каже однозначно - «Так! ».

      Слід зазначити, що паяні теплообмінники також мають певні недоліки. Вони не завжди можуть замінити розбірні.  Максимальна потужність паяних теплообмінників знаходиться в діапазоні 1-3 Гкал / год, що накладає певні обмеження на область їх застосування. Так наприклад, в центральних теплових пунктах, котельнях, в системах з великими витратами теплоносія потрібні теплообмінні апарати з потужністю від 3-4 Гкал / год і більше. Для таких застосувань використання паяних теплообмінників стає неефективним, а часом - просто неможливим. Навіть у випадку паралельної установки декількох паяних теплообмінників, перевага залишається на боці розбірного, як за ціновими  так і по габаритно - ваговими показниками. У таких випадках кращим є вибір саме розбірного теплообмінника, потужність якого може досягати 100-200 Гкал / год, що на два порядки більше, ніж паяного .

    Сподіваємося тепер, при вирішенні питання «Який пластинчастий теплообмінник потрібен?» Ви зможете зробити обгрунтований і правильний вибір.