7.1.1. Классификация теплообменных аппаратов

Для проведения теплообменных процессов используют теплообменники - подогреватели и охладители, испарительные аппараты и установки, конденсаторы и т.д.

В качестве теплоносителя в пищевых производствах используется вода, водяной пар, воздух, в отдельных случаях горячие газы. В качестве теплоносителя преимущественно используется водяной пар благодаря тому, что он удобен для транспортирования, легко регулируется температура и расходы, имеет большую теплоту конденсации, не имеет значительного агрессивного воздействия на материалы паропроводов и аппаратов, а также его можно использовать в условиях непосредственного контакта с пищевыми продуктами.

К оборудованию для нагрева и охлаждения пищевых продуктов, предъявляются требования теплового, гидродинамического, конструктивного, эксплуатационного и технологического характера, которые учитываются при выборе, расчете и конструировании соответствующего аппарата.

Основные требования к теплообменному оборудованию: достижение в теплообменнике максимального коэффициента теплопередачи при минимальном гидравлическом сопротивлении; герметичность поверхности нагрева; надежность в работе; удобство ремонта и очистки поверхности; надежная термокомпенсация конструктивных элементов; минимально возможная металлоемкость; максимально возможная удельная поверхность нагрева; простота конструкции; технологичность изготовления и монтажа; достаточная прочность; аппарат должен иметь высокую производительность; изготовление, монтаж, эксплуатация, ремонт и обслуживание аппарата должны быть экономически выгодными.

По способу передачи теплоты теплообменные аппараты делятся: поверхностные и смесительные.

Поверхностные теплообменные аппараты бывают рекуперативные и регенеративные.

Рекуперативными называются такие аппараты, в которых теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через стенку, разделяющую их.

Регенеративными называются аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева омывается то горячим, то холодным теплоносителем.

В смесительных теплообменных аппаратах рабочие среды соприкасаются или перемешиваются.

Поверхностные теплообменные аппараты классифицируют по следующим признакам:

• по назначению: подогреватели, охладители;

• по направлению потока рабочей среды: прямоточные, противоточные, перекрестного тока, смешанного тока;

- по роду рабочих сред: паро-жидкостные, жидкостно-жидкостные, газо-жидкостные, газо-газовые;

- по числу ходов: одноходовые, многоходовые;

- по компоновке: однокорпусные, многокорпусные;

- по конструкции поверхности теплообмена: рубашечные, кожухотрубные (включая горизонтальные, вертикальные, секционные или элементные), змеевиковые, оросительные, ребристые, плавниковые, сотовые, пластинчатые, спиральные, комбинированные;

- по жесткости конструкции: жесткие, полужесткие, нежесткие (в частности с двойными трубками, с плавающей головкой, с сальником у трубной решетки, с U-образными трубками);

- по характеристике температурного режима: с постоянным режимом и с неустойчивым режимом;

Смесительные теплообменные аппараты делятся на пароконтактные, газоконтактные (нагрев газами высокой температуры), с погруженной в объем жидкости горелкой для сжигания газа.