Если нужно нагреть либо остудить теплоноситель, самый простой вариант решения такой задачи – использовать теплообменник труба в трубе. Данная технология применяется, как в промышленности, так и в домашних условиях, естественно, при условии наличия дома умелых рук. Поговорим о конструкции, свойствах и принципе действия агрегата.
Принцип работы устройства
Из чего состоит теплообменник типа труба в трубе? Нетрудно догадаться: из пары труб, вмонтированных одна в другую (по-научному – коаксиально расположенных). По каждому из элементов двигается теплоноситель. «Девайс» можно регулировать за счет правильного подбора диаметра элементов. Конструкция настолько проста, что теплообменник труба в трубе сделать своими руками может любой хозяин, имеющий немного времени и желание.
Особенности функционирования аппарата
Описанные устройства применяют для охлаждения либо нагрева теплоносителя для сравнительно умеренных по площади поверхностей теплообмена – порядка 50 квадратных метров. Если сделать особенный расчет теплообменного аппарата типа труба в трубе, то можно добиться даже процесса кипения, а то и конденсации теплоносителя.
Также в случае необходимости площадь теплообмена реально увеличить, но придется строить дополнительные секции.
Чтобы очистка поверхности одинаково качественно осуществлялась в любой части конструкции, с обеих сторон, важно правильно выбрать и умело присоединить выходные/входные патрубки. Тогда агрегат будет работать эффективно, равномерно распределяя потоки по каждому из каналов. Этот момент особенно важен для установки охлаждающих устройств, когда понижение температуры недопустимо.
Принцип работы «девайса» предельно прост: пара теплоносителей отделена друг от друга перегородкой, через которую осуществляется теплообмен. Расположение «бок о бок» позволяет добиться относительной компактности сооружения. Распределение процессов внутри устройства происходит так: насыщенный пар концентрируется между трубами, а жидкость перемещается по внутренней трубе.
Цена описываемого аппарата не бывает низкой, однако и миссия у него, согласитесь, важная. Конструкция теплообменника типа труба в трубе может разниться, базируясь на разных вариантах компоновок. Однако любой из придуманных типов агрегата хорошим мастерам вполне под силу собрать прямо на месте, используя стандартные элементы и опираясь на чертеж.
Сфера применения приборов
Такой вид теплообменников используют во множестве сфер – как в промышленном сегменте, так и в бытовой области. Добыча и транспортировка газа, подача и очистка нефти, обработка осадочных вод, перемещение химических составов – все эти процессы становятся возможными благодаря задействованию конструкций труба в трубе. Широко распространено применение данного типа теплообменников и в коммунальном хозяйстве – для снабжения горячей водой населения, заводов, фабрик и других зданий. Если сделать специальный расчет теплообменника типа труба в трубе, то такую конструкцию можно задействовать даже в теплоэнергетике. Одно из самых интересных применений «героя» статьи – изготовление вина и молочных продуктов. Даже в пищевой промышленности без теплообменников не обойтись.
Плюсы и минусы агрегатов
Сначала о преимуществах:
- надежность в функционировании;
- удобство в эксплуатации и простота ремонта;
- прочность конструкции благодаря фланцевым соединениям;
- легкость в сборке;
- скорость монтажа;
- компенсация температурных деформаций;
- возможность подбора оптимального сечения труб;
- высокая скорость перемещения веществ внутри системы;
- безотказность в работе;
- компактность сооружения;
- универсальность схемы;
- колоссальная популярность;
- долгий срок службы;
- возможность применения и жидких, и парообразных агентов.
Чтобы перечислить минусы, не понадобится перечень. Их два: необходимость регулярной чистки и «кусающаяся» цена, но скупой, как мудро замечено, платит дважды.
Особенности проектирования
Если вы посмотрите на чертеж теплообменника труба в трубе, то увидите, что устройство представляет собой соединенные особым образом звенья.
Делая расчеты, инженеры определяют, какой материал стоит задействовать для изготовления конструкции, просчитывают предельные величины. В любом случае предпочтение рекомендуется отдавать нержавеющим составам, к примеру, специально обработанной стали либо меди.
Расчет теплообменника
Чтобы правильно спроектировать аппарат, оценивают такие параметры:
- расход теплоносителя;
- порядок потерь тепла;
- степень сопротивления используемых материалов;
- величины температур (стартовую и конечную);
- технологическую схему;
- тепловую нагрузку;
- гидравлические данные;
- направление трафика тепла;
- баланс работоспособности сети;
- физико-химические свойства материала;
- комбинацию сопутствующих факторов.
А теперь о базовых «китах» проекта, на основании которого монтируется агрегат:
- расчет потери напора;
- определение экономической эффективности;
- подсчет площади теплообменника;
- вычисление тепловой изоляции оснащения;
- определение геометрических величин «девайса», включая узлы.
Теплообменник труба в трубе – находка, как для промышленных производств, так и для домашних владений.