7.1.3. Змієвикові теплообмінники

Змієвикові теплообмінники мають порівняно низький коефіцієнт теплопередачі, але через простоту виготовлення й зручність обслуговування вони одержали широке поширення.

Рис. 7.10. Змієвиковий теплоплообмінник апарат для розчинення цукру: I - корпус, 2 - змійовик 3 - патрубок вторинної пари, 4 - патрубок для патоки, 5 - кришка, 6 - патрубок для підведення пари в змійовик, 7 - патрубок підведення пари в барботер, 8 - відкидна кришка; 9 - ізоляція, 10 - днище, 11 - барботер, 12 - конденсатовідвідник, 13 - патрубок для виходу сиропу.

Вони використаються як для нагрівання, так і для охолодження. Наприклад, у кондитерської промисловості зустрічаються апарати із зануреною змієвиковою поверхнею нагрівання (мал. 7.10) для готування цукрово-патокового сиропу.

Завантаження цукру здійснюється через отвір, закритий кришкою 8, подача патоки й води - через трубу 4. пара, Що Гріє, проходячи усередині змійовика 2, віддає свою теплоту й перетворюється в конденсат, що приділяється за допомогою конденсатовідвідник 12. Для перемішування розчину і його циркуляції можливо встановлювати мішалки або барботер 11. Вторинна пара приділяється через патрубок 3. Корпус 1 апарата має ізоляцію 9.

7.1.4. Пластинчасті й спіральні теплообмінники

У харчових виробництвах все більше поширення здобувають пластинчасті теплообмінники. Вони використаються для нагрівання, охолодження, пастеризації й стерилізації молока, пива, вина й інших продуктів

Пластинчастий теплообмінник (мал. 7.11) складається з рами й пластинчастої поверхні.

Рис. 7.11. Схема пластинчастого теплообмінника: 1,2, 11, 12 - штуцери; 3 - основна стійка, 4 - верхній кутовий отвір, 5 - гумова прокладка; 6 - гранична пластина, 7 - штанга, 8 - притискна плита, 9 - допоміжна стійка; 10 - гвинт, 13 - гумова прокладка пластини, 14 - нижній кутовий отвір, 15 - теплообмінна пластина

Рама 2 має дві стійки: основну 3 і допоміжну 9. У стійках кріпляться горизонтальні штанги 7, на яких підвішуються пластини 15 з гумовими прокладками 13 і плити 8 для стиску пакета пластин.

Пластинчаста поверхня утвориться теплообмінними пластинами з нержавіючої сталі сітчасто-потокового, стрічково-потокового (Рис.7.12) або іншого типу. Завдяки рифленій поверхні пластин при порівняно малій швидкості руху рідини (0,3, 0,8 м/с) за рахунок штучної турбулізації потоку досягають високих коефіцієнтів теплопередачі при незначному гідравлічному опорі. Залежно від напрямку потоку рідини в робочому апарату пластини діляться на ліві Л и праві П.

А	б	в
Рис. 7.12. Конструкції теплообмінних пластин пластинчастого теплообмінника: а - стрічково-потокова пластина; б - схема руху рідини в міжпластинкових каналах; в - сіткова-потокова пластина

Для лівої пластини кутові отвори для входу й виходу рідини розташовані ліворуч, для правої - праворуч, якщо дивитися на пластини з лицьової сторони. Залежно від кількості й розташування кутових отворів входу й виходу рідини пластини діляться на 16 видів. Виготовляють їхнім способом холодного штампування з листової нержавіючої сталі товщиною 0,7 -1 мм. Кожна пластина має кутові отвори.

На кожній пластині в апарату є відповідне клеймо, на якому зазначено його тип, різновид і порядковий номер. Таврування пластин потрібно для виконання нових компонувань апарата, а також для зборки його після ремонту.

У пластинчастому теплообміннику пластини розташовані паралельно один одному й ущільнені по краях прокладками. Між робочими поверхнями утворяться невеликі зазори, канали, по яких з однієї сторони пластини тече продукт, з іншого боку - тепло- або холодоносій.

Сукупність каналів, по яких рухаються продукт, тепло- і холодоносій в одному напрямку паралельно один одному, не змішуючись, називається пакетом.

Пластинчастий апарат розділений на пакети, з яких складаються секції: рекуперації, пастеризації, охолодження крижаною водою. Секції відділені друг від друга розділовими плитами, у які вмонтовані штуцери для підведення й відводу рідин.

Стиск пакета пластин відбувається за допомогою гвинтових пристроїв на кінцях штанг 10 (мал.7.11) з боку допоміжної стійки. Зусилля стиску пластин визначається по шкалах, установленим на нижній і верхній розпірках. Нульова оцінка встановлюється по рисі на планці стяжки й відповідає мінімальному стиску пластинчастого апарата, що забезпечує герметичність каналів. Після стиску пластин в апарату утворяться дві герметичні системи каналів, одна йз яких призначена для тепло- або холодоносія, а інша - для продукту.

У пакетах і секціях завдяки різним комбінаціям кутових отворів формуються колектори для продукту, тепло- або холодоносія. На плитах і основній стійці розміщені штуцера для підведення й відводу продукту, теплоносія або холодоносія до колекторів.

У спіральних теплообмінниках поверхня теплообміну утворять два зігнуті у вигляді спіралей 1 (мал. 7.13) металеві аркуші товщиною 2-4 мм, внутрішні кінці яких приварені до поділяючої перегородки 2. Утворені в такий спосіб спіральні канали розміром 8 або 12 мм обмежені з торців кришками 3.

Рис. 7.13. Спіральний теплообмінник: 1 - спіраль, 2 - розподільна перегородка, 3 - кришка.

Спирали приварюються до однієї із кришок. Друга кришка встановлюється або із плоскою прокладкою, або зі спіральної прокладковою манжетою U-образного перетину. Спіральні теплообмінники мають площа поверхні теплообміну від 10 до 100 м².