Теплообменник труба в трубе: 4 варианта конструкции

Теплообменник «труба в трубе» – самый простой способ нагреть или остудить теплоноситель при необходимости. Такой метод применяется как на производстве, так и в жилых домах.

Принцип работы теплообменника труба в трубе

Теплообменное устройство типа труба в трубе устроено несложно. Оно состоит из двух труб, которые вмонтированы одна в другую, или, говоря профессиональным языком, коаксиально расположенных.

Теплоноситель проходит путь по каждой из труб. Чтобы гарантировать правильную и корректную работу устройства, необходимо регулировать его с помощью подходящего и индивидуального подбора элементов и их диаметра.

Эту простую конструкцию легко сделать своими руками в домашних условиях, не имея специальных навыков. Таким образом можно создать теплообменник для водопровода и других элементов.

Как функционирует теплообменник труба в трубе

Данное устройство используется, чтобы охладить или нагреть теплоноситель при необходимости. Он работает только на небольших площадях и умеренных поверхностях теплообмена – не более 50 квадратных метров.

Повышение или понижение температуры таким способом ограничено. Однако при особом и верном расчете можно достичь отметки кипения или конденсации теплоносителя (последнее, однако, сложнее). Иногда возникает потребность добиться желаемого изменения температуры на большем участке. Увеличить площадь теплообмена в таком случае можно, но для этого понадобится встроить в конструкцию дополнительные секции.

Для длительной службы теплообменника типа труба в трубе его необходимо регулярно очищать. Для этого необходимо правильно выбрать и умело присоединить выходные и входные патрубки. В этом случае чистить конструкцию будет удобно со всех сторон, а тепловой обменник будет работать более эффективно, распределяя потоки равномерно по каждому из каналов. Особенно важно правильное присоединение патрубков для охлаждающих устройств, понижение температуры в которых недопустимо.

Правильно собранное устройство работает просто: пара теплоносителей отделена друг от друга перегородкой, через которую осуществляется теплообмен. Так как они расположены рядом, «бок о бок», легко добиться оптимальной компактности устройства.

В процессе работы внутри устройства происходит следующее. Насыщенный пар концентрируется между трубами, жидкость тем временем перемещается по внутренней трубе. И собранный своими руками, и купленный в магазине теплообменник обойдется недешево, но экономить на материалах не стоит: функция устройства слишком важна.

Конструкция теплообменника типа труба в трубе

Существует несколько вариантов сборки теплообменника труба в трубе. Их конструкция разнится в зависимости от разных вариантов компоновок. В любом случае, имея под рукой правильные чертежи и качественные детали, можно собрать теплообменник любого типа.

Для этого потребуются стандартные элементы:

• Труба теплообменная
• Труба кожуховая
• Опора
• Решетка кожуховых труб
• Камера.

Используя различные схемы и чертежи, можно собрать подходящий теплообменник быстро и без дополнительных усилий.

Важный этап – расчет параметров теплообменника. Важно правильно оценить все параметры, чтобы правильно спроектировать теплообменный аппарат. Для этого оцениваются: расход теплоносителя, порядок потерь тепла, степень сопротивления используемых материалов, величины стартовой и конечной температур, технологическую схему, тепловую нагрузку, гидравлические данные, направление трафика тепла, баланс работоспособности сети, физико-химические свойства материала, комбинация сопутствующих факторов.

Но самыми важными являются другие показатели: расчет потери напора, определение экономической эффективности, подсчет площади теплообменника, вычисление тепловой изоляции оснащения, определение геометрических величин «девайса», включая узлы. На основании этих данных проектируются теплообменники труба в трубе для промышленных предприятий и домашнего применения. Провести все расчеты самостоятельно, без специального образования, очень сложно, поэтому лучше взять готовые чертежи.

В любом чертеже схема теплообменника труба в трубе представляет собой звенья, соединенные определенным образом. При расчетах определяется, какой из материалов следует задействовать для каждого из элементов. На этом же этапе просчитываются предельные величины. При любых типах конструкции предпочтение отдается нержавеющим составам, например, специально обработанной стали или медным сплавам.

Где используются теплообменники «труба в трубе»

Данный вид теплообменников используется в различных сферах промышленности и хозяйства. Он необходим на производстве, в бытовой области. Без него невозможна добыча и транспортировка газа, подача и очистка нефти, обработка осадочных вод, перемещение химических составов и другие процессы.

Кроме того, теплообменники типа труба в трубе часто используются в коммунальном хозяйстве. Именно благодаря им возможно снабжение горячей водой жилых домов, офисных помещений, фабрик и крупных промышленных предприятий.

Несмотря на простоту конструкции, данные теплообменники могут использоваться даже в теплоэнергетике, но для этого необходимо сделать специальный расчет. Используется устройство труба в трубе и на пищевой промышленности, для изготовления вина и молочных продуктов.

Преимущества и недостатки теплообменника типа «труба в трубе»

Данный вид теплообменников пользуется популярностью благодаря удобству в эксплуатации, простоте ремонта, прочности конструкции (здесь важную роль играют фланцевые соединения), легкости в сборке, скорости монтажа, компенсации температурных деформаций, возможности подбора оптимального сечения труб, высокой скорости перемещения вещества внутри устройства, бесперебойной работе, компактным параметрам, универсальной схеме и широкой распространенности. Кроме того, данные теплообменники долго служат и позволяют использовать и жидкие, и парообразные агенты.

Можно выделить и два недостатка. Во-первых, устройство необходимо регулярно и тщательно чистить. Во-вторых, они стоят немало, но оправдывают высокую цену многочисленными плюсами.