Platten- und Rahmenwärmetauscher: Was, wie, Typen, Funktionsweise, Dimensionierung, Reinigung, Anwendungen

Im industriellen Bereich wird für verschiedene Zwecke „Platten- und Rahmenwärmetauscher“ verwendet. Innerhalb des Platten- und Rahmenwärmetauschers werden die Temperatur und die Wärmeübertragung immer von höher nach niedriger übertragen.

Im industriellen Bereich werden Wärmetauscher in großer Menge eingesetzt, darunter der Platten- und Rahmenwärmetauscher. Platten- und Rahmenwärmetauscher werden als Metallplatte verwendet, durch die Wärme zwischen zwei Flüssigkeiten übertragen werden kann. Es wird ein Rahmen getragen und zwischen einem Mitnehmer und einem Kopf eingespannt.

Was ist ein Platten- und Rahmenwärmetauscher?

Platten- und Rahmenwärmetauscher ist ein Gerät, das am besten geeignet ist, um den Druck von Niederdruck auf Mitteldruck durch das Medium Druckflüssigkeiten auszutauschen. Es wird in der freien Kühlung, in Kesseln verwendet.

Der Platten- und Rahmenwärmetauscher ist ein Gerät, das in einer Folge von Metallplatten verwendet wird, bei denen die Wärme frei von einer Flüssigkeit zu einer anderen Flüssigkeit übertragen wird. Die übereinander angeordneten Platten des Platten- und Rahmenwärmetauschers könnten so einen Folgekanal bilden, in dem sich die Druckflüssigkeit bewegen kann.

Platten- und Rahmenwärmetauscher
Platten- und Rahmenwärmetauscher Bildnachweis – Wikimedia Commons
Einzelplatte aus Platten- und Rahmenwärmetauscher
Individuelle Platte aus Platte und Rahmen Wärmetauscher
Bildnachweis - Wikipedia

Wie funktioniert ein Platten- und Rahmenwärmetauscher?

Der Platten- und Rahmenwärmetauscher ist ein Gerät, das in kleinen Schweißkonstruktionen weit verbreitet ist. Der Hauptvorteil des Platten- und Rahmenwärmetauschers besteht darin, dass sich Druckflüssigkeit leicht über Metallplatten verteilen lässt.

Die Dichtungsplatten des Platten- und Rahmenwärmetauschers reduzieren die Wärme durch die Oberfläche des Wärmetauschers und helfen bei der Trennung des Mediums von Heißem zu Medium von Kälte. Aus diesem Grund verbrauchen Flüssigkeiten mit niedrigerer Temperatur, Gas, und Flüssigkeiten mit höherer Temperatur, Gas, nur ein Minimum an Energie.

Das Arbeitsprinzip des Platten- und Rahmenwärmetauschers ist im Abschnitt unten ausführlich beschrieben.

Zu Beginn des Prozesses Mehrere Platten werden übereinander gestapelt.

Im Inneren des Platten- und Rahmenwärmetauschers werden Dichtungen verwendet, wodurch dies verhindert werden kann Flüssigkeiten, die von den Wechselplatten eintreten. Die Dichtungen können leicht nach links oder rechts verschoben werden, um Blöcke zu erstellen. In jedem Kanal der Platten werden definitiv zwei Flüssigkeiten fließen. Die Löcher der Dichtungsplatten im Platten- und Rahmenwärmetauscher richten sich auf diese Weise von a aus Rohr wie ein Kanal, aus dem Flüssigkeit fließen kann.

Wenn wir durch die Dichtungsplatten des Platten- und Rahmenwärmetauschers gehen, können wir beobachten, dass die Dichtungsplattenseite der alternativen Platten blockiert ist.

Wenn kühlere Flüssigkeit durch den Platten- und Rahmenwärmetauscher strömen kann, tritt die Flüssigkeit über den linken oberen Einlass ein.

Nach dem Eintritt in die Kühlerflüssigkeit kann es fließen durch Platte 2, Platte 4 und Platte 6. Danach verließ die kühlere Flüssigkeit eine hohe Temperatur und trat aus dem aus linke Seite unten außen.

Im nächsten Schritt tritt das Hochtemperaturfluid durch die rechte Seite des unteren Einlasses ein, dann kann es fließen durch Platte 1, Platte 3 und Platte 5. Danach die heiße Flüssigkeit entlädt sich am rechten oberen Auslass.

Die Dichtung des Platten- und Rahmenwärmetauschers kann das Fluid innerhalb des jeweiligen Kanals fließen lassen.

Bei diesem Prozess werden die Platten, die die Kanäle enthielten, von denen Flüssigkeiten stammen fließt mit unterschiedlicher Temperatur und es hat immer die Tendenz, Flüssigkeit von heißer Temperatur zu kalter Temperatur zu fließen.  

Das Fluid mit höherer Temperatur überträgt eine kleine Menge Wärmeenergie auf das Fluid mit niedrigerer Temperatur. Die unterschiedliche Art von zwei Flüssigkeiten nie kombiniert miteinander und sie nie treffen zueinander, nur weil die Trennung durch die Wand der Metallplatte erfolgt. Aus diesem Grund wurde das Fluid mit niedrigerer Temperatur heiß und das Fluid mit niedrigerer Temperatur kalt. Die Austauschmenge der Wärme im Platten- und Rahmenwärmetauscher ist einfacher Art.

Wir sollten immer darauf achten, Die Schutzhülsen müssen mit den Spannstangen über den Gewinden befestigt werden. Isolierte sollten mehr thermisch gehalten werden Energie.

Der Fluss der Flüssigkeit ist Gegenstrom.

Das Gegenstrom-Arbeitsprinzip ist nur wegen der logarithmischen mittleren Temperaturdifferenz am effektivsten. Logarithmischer Mittelwert der Temperaturdifferenz (LMTD) ist am größten.

Arten von Platten- und Rahmenwärmetauschern:

Die Platten- und Rahmenwärmetauscher lassen sich in vier Kategorien einteilen. Sie sind,

  1. Gelöteter Platten- und Rahmenwärmetauscher
  2. Abgedichteter Platten- und Rahmenwärmetauscher
  3. Geschweißter Platten- und Rahmenwärmetauscher
  4. Halbgeschweißter Platten- und Rahmenwärmetauscher

Die Beschreibung der Klassifizierungstypen von Platten- und Rahmenwärmetauschern ist unten angegeben.

Gelöteter Platten- und Rahmenwärmetauscher:

Die Struktur des gelöteten Platten- und Rahmenwärmetauschers trägt sowohl die Gerätenamendichtung als auch den Rahmen. Gelötete Platten- und Rahmenwärmetauscher werden hauptsächlich für kleine Anwendungen verwendet, aber heute sind gelötete Platten- und Rahmenwärmetauscher weit verbreitet für die großen Anwendungen. Im Kälte- und Automobilbereich wird es hauptsächlich eingesetzt.

Im gelöteten Platten- und Rahmenwärmetauscher Verwendung Edelstahl und Kupferlöten werden zur Herstellung der Platten verwendet Aus diesem Grund hat es hohe korrosionsbeständige Eigenschaften. Diese gelöteten Platten- und Rahmenwärmetauscher sind sehr leicht und effizient aus diesem Grund diese Art des Wärmetauschers ist wirtschaftlich.

Gelötete Platten- und Rahmenwärmetauscher enthalten dünne Metallplatten, um die Druckflüssigkeit zu isolieren, aber die Metallblätter bilden zusammen eine vollständige Abdichtung. Die Abdichtung dieses Wärmetauschers wird mit Hilfe des Positionierens und Lötens der Metallplatten gebildet, durch die der Fluidstrom bestimmt werden kann. Es enthält sowohl hohen Druck als auch höhere Temperatur.

Die Vorteile der Verwendung von gelöteten Platten- und Rahmenwärmetauschern sind:

  1. Es werden Tauscher verwendet.
  2. Niedrige Wartungskosten.
  3. Design der Konstruktion ist einfach.
  4. Der Wärmeverlust ist sehr gering.

Abgedichteter Platten- und Rahmenwärmetauscher:

Bei gedichteten Platten- und Rahmenwärmetauschern werden mehrere dünne Metallbleche verwendet, um die Struktur des Kanals herzustellen. Die Heiz- oder Kühlleistung kann durch Hinzufügen oder Wegnehmen der inneren dünnen Metallbleche erhöht oder verringert werden. Zwecks Reparatur oder Waschen kann es auch zerlegt werden. Die Metalle, die zur Herstellung der dünnen Platten verwendet werden, sind Edelstahl, Platin und Weichstahl. Bei gedichteten Platten- und Rahmenwärmetauschern bestehen die Dichtungen aus Gummi.

In der Verfahrenstechnik, im Automobilbereich und in der Hochleistungs-HLK ist der gedichtete Platten- und Rahmenwärmetauscher weit verbreitet.

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Die Vorteile der Verwendung von gedichteten Platten- und Rahmenwärmetauschern sind:

  1. Niedrige Wartungskosten.
  2. Auslaufen lässt sich leicht verhindern.
  3. Der Austausch des Expansionsventils ist nicht schwierig.
  4. Die Reinigung der dünnen Metallplatten bereitet keine Schwierigkeiten.

Geschweißter Platten- und Rahmenwärmetauscher:

Wenn wir uns die Struktur des geschweißten Platten- und Rahmenwärmetauschers ansehen, können wir feststellen, dass die innere Struktur mit dem gedichteten Platten- und Rahmenwärmetauscher so ähnlich ist.

Die Vorteile der Verwendung von geschweißten Platten- und Rahmenwärmetauschern sind:

  1. Der Flüssigkeitsverlust ist sehr gering.
  2. Es ist ein sehr robuster Typ.
  3. Ätzende oder heiße Flüssigkeiten können sich leicht darin bewegen.

Halbgeschweißter Platten- und Rahmenwärmetauscher:

Mit Hilfe von zwei Plattenpaaren wird das Innere Metallplatten bestehen aus und sie sind geschweißt. Andere Paare der Dichtungen, ein Paar ist verschweißt, um einen Fluidweg herzustellen, und ein anderes Paar ist abgedichtet, um einen Fluidweg herzustellen.

Die Vorteile der Verwendung von halbgeschweißten Platten- und Rahmenwärmetauschern sind:

  1. Der Flüssigkeitsverlust ist sehr gering.
  2. Das Bewegen von schweren Materialien ist nicht mit Schwierigkeiten verbunden.

Diagramm Platten- und Rahmenwärmetauscher:

Das Diagramm des Platten- und Rahmenwärmetauschers ist unten angegeben,

Platten- und Rahmenwärmetauscher
Platten- und Rahmenwärmetauscher Diagramm
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Anwendungen von Platten- und Rahmenwärmetauschern:

Das Anwendung von Platten- und Rahmenwärmetauschern sind unten angegeben,

  1. Isolierung der Wärmepumpe
  2. Wasserkocher
  3. Wärmerückgewinnung
  4. Gratis Erfrischung
  5. Isolierung des Kühlturms

Isolierung der Wärmepumpe:

Zum Schutz der Wärmepumpe Von den Verunreinigungen in der Wasserversorgung werden Wärmetauscher der Graham-Plattenserie verwendet. Ein hoher Grad an Turbulenz lässt sich leicht durch Wärmetauscher der Graham-Plattenserie aufrechterhalten, die die Verschmutzung reduzieren und für das Fließen des Fluids mit höherer Temperatur geeignet sind.

Wasserkocher:

Edelstahl wird zur Herstellung von Warmwasserbereitern verwendet. Es hat eine hohe Wärmeübertragungsrate und Korrosionsbeständigkeit. In Warmwasserbereitern werden hauptsächlich Graham-Plattenwärmetauscher verwendet, die für den Durchfluss von Flüssigkeiten mit höherer Temperatur geeignet sind.

Boiler
Boiler
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Wärmerückgewinnung:

Abwärme kann mit Hilfe von erzeugt werden Chiller, Dampfkondensator und viele andere Prozesse werden verwendet, um Wärme aus Luft oder Wasser zu erzeugen. Hoher Wirkungsgrad und niedrigere Temperaturen helfen, die Energiekosten zu senken.

Gratis Erfrischung:

Für den Betrieb von Free-Cooling-Kältemaschinen wird die Kälteanlage abgeschaltet und hilft, die Betriebskosten der Anlage zu senken. In der freien Kühlung werden Graham-Plattentauscher verwendet. Bei der freien Kühlung wird die Luft mit Hilfe von Kühlturmwasser vorgekühlt.

Kühlturmisolierung:

Mit Hilfe der Kühlturmisolierung wird das Kühlwasser in den Gebäuden zirkuliert. . In dem Kühlturmisolierung Graham-Plattenwärmetauscher werden verwendet, um die Turbulenz des Wassers zu minimieren.

Kühlturm
Kühlturm
Bildnachweis - Wikipedia Commons

Dimensionierung von Platten- und Rahmenwärmetauschern:

Für den Messprozess der Dimensionierung von Platten- und Rahmenwärmetauschern werden einige Schritte befolgt. Sie sind,

  1. Holen Sie sich die Daten des Designs
  2. Berechnung des Wärmeflusses
  3. Berechnung der benötigten Anzahl dünner Platten
  4. Bestätigung der Größe des Wärmetauschers

Holen Sie sich die Daten des Designs:

Am Anfang für Berechnung der Größe des Platten- und Rahmenwärmetauschers Der erste Schritt besteht darin, die Konstruktionsdaten zu erhalten. Die Daten, die folgen sollten, um diesen Prozess auszuführen, sind unten aufgeführt,

  • Eigenschaften, die in den Flüssigkeiten vorhanden sind.
  • Temperatur für jede einzelne Flüssigkeit im Auslass und Einlass.
  • Druck für das Fluid im Einlass.
  • Zulässiger Druckabfall.

Berechnung des Wärmeflusses:

Wenn der Durchfluss des strömenden Fluids, die spezifische Wärme, die Einlasstemperatur, die Auslasstemperatur oder entweder die kalte oder die heiße Seite bekannt sind, kann der Wärmefluss leicht berechnet werden.

Mit Hilfe der Formel, aus der der Wärmestrom berechnet werden kann, ist unten angegeben,

gif

Woher,

mc = Massenstrom auf der Niedertemperaturseite in kg pro Sekunde

Cpc= Spezifische Wärme auf der niedrigeren Temperaturseite

T2= Austrittstemperatur auf der Niedertemperaturseite in Kelvin

T1= Eintrittstemperatur auf der Niedertemperaturseite in Kelvin

mh = Massendurchsatz auf der höheren Temperaturseite in kg pro Sekunde

Cph= Spezifische Wärme auf der höheren Temperaturseite

T4 = Austrittstemperatur auf der höheren Temperaturseite in Kelvin

T3 = Eintrittstemperatur auf der höheren Temperaturseite in Kelvin

Mit Hilfe von Die Wärmeübertragung Wärmestromkoeffizient bestimmt werden.

gif

Woher,

H = Gesamtwärmetauschkoeffizient in kw.m2.K-1

S = Fläche des Wärmetauschers in Quadratmeter

Berechnung der benötigten Anzahl dünner Platten:

Die benötigte Anzahl dünner Platten kann mit dieser Formel ermittelt werden,

N = S/s

Woher,

N = Benötigte Anzahl dünner Platten

S = Gesamtfläche der Wärmetauscherfläche in Quadratmetern

s = Größe einer bestimmten Einzelplatte in Quadratmeter

Bestätigung der Größe des Wärmetauschers:

Verwendung der Nusselt-Nummer die Größe des Wärmetauschers kann bestimmt werden.

Woher,

Nu = Nusselt-Nummer

a = Koeffizient in Abhängigkeit von der Wellung der Platte

Re = Reynolds Nummer

b = Koeffizient in Abhängigkeit von der Wellung der Platte

Pr= Prandtl Nummer

Prw = Prandtl Nummer an der Plattenwand

Erfahren Sie mehr über Reynolds-Zahl: Es sind 10+ Wichtige Fakten

Reinigung und Wartung von Platten- und Rahmenwärmetauschern:

Reinigung und Wartung von Platten- und Rahmenwärmetauschern in drei Schritten. Sie sind unten aufgeführt,

  1. Geplante Wartung
  2. An Ort und Stelle reinigen
  3. Manuelle Wartung

Planmäßige Wartung:

Der übliche Prozess der Reinigung und Wartung von Platten- und Rahmenwärmetauschern ist die geplante Wartung. Dabei wird die Apparatur des Wärmetauschers planmäßig und regelmäßig gewartet und gereinigt. Solche Reinigungs- und Pflegeprozesse bleiben mindestens sechs Monate bestehen.

Vor Ort reinigen:

Dabei regelmäßig die Apparatur des Wärmetauschers warten und reinigen. Bei dieser Art von Reinigungs- und Pflegeprozess muss die Platte nicht geöffnet werden Lassen Sie den übermäßigen Druck in der Wärme ab austauscher.

Manuelle Wartung:

Dabei die Apparatur des Wärmetauschers jährlich warten und reinigen. Diese Art von Reinigungs- und Pflegeprozess hält mindestens länger als ein Jahr an.