Спиральные теплообменники

Спиральный теплообменник был изобретен в двадцатых годах прошлого века шведским инженером Розенбладом для использования в целлюлозно-бумажной промышленности. Эти теплообменники впервые позволили обеспечить надежную теплопередачу между средами, содержащими твердые включения. В начале семидесятых конструкция спиральных теплообменников была радикально изменена и улучшена, и приобрела значительные преимущества по сравнению с конструкцией Розенблада.

Конструкция и принцип работы
Два или четыре длинных металлических листа укладываются спиралью вокруг центральной трубы, образуя два или четыре однопроточных канала. Для того, чтобы обеспечить постоянную величину зазоров к одной стороне листов привариваются разделительные шипы. Центральная труба при помощи специальной перегородки разделена на две камеры, которые образуют входной и выходной коллектора. Скрученные спирали помещаются в цилиндрический кожух. Внешние концы спиральных листов привариваются вдоль образующей обечайки. Для выхода каналов наружу в местах фиксации краев каналов в кожухе просверливаются отверстия, которые герметично закрываются входным и выходным коллекторами с присоединительными патрубками

Возможные конфигурации потоков:
Либо противоток (наиболее часто);
Либо перекрестные потоки (обычно в конденсаторах и испарителях);
Либо параллельные потоки (редко);
Либо комбинации вышеназванных.

Схема потока в спиральном теплообменнике

Преимущества спиральных теплообменников
широкий диапазон рабочих температур и давлений;
компактная конструкция (например, 700 м2 в 6 м3);
широкий рабочий диапазон (10 – 100% от расчетной нагрузки);
высокие коэффициенты теплопередачи;
высокая турбулентность;
пониженная загрязняемость;
меньшее количество остановов на обслуживание;
высокий самоочищающий эффект при применении сильно загрязненных жидкостей;
легкая очистка механическим и химическим способом;
отсутствие ограничений при выборе величины зазора канала;
массовые расходы по обеим сторонам могут значительно отличаться;
низкие потери давления;
большой выбор материалов уплотнений.

Экономичность спиральных теплообменников
низкие затраты на установку;
небольшие площади для размещения;
возможность интегрирования с другим оборудованием;
простота монтажа и перемещения;
низкие расходы на обслуживание.

Задачи, решаемые с помощью спиральных теплообменников
охлаждение;
нагрев;
рекуперация тепла;
конденсация;
испарение;
термосифон;
ребойлер.