Основні типи теплообмінних апаратів

Апарати, призначені для проведення теплових процесів, звуться теплообмінними. Класифікувати теплообмінники можна за різними ознаками.

За способом передачі тепла розрізняють:

1. Поверхневі теплообмінники (рекуператори), в яких тепло передається крізь поверхню нагріву - тверду (металеву) стінку, що розділяє різні середовища.

2. Теплообмінники змішування, в яких робочі середовища безпосередньо стикаються або перемішуються.

За основним призначенням розрізняють підігрівачі, випарювачі, холодильники, конденсатори.

За тепловим режимом розрізняють теплообмінники:

1. Періодичної дії, в яких спостерігається нестаціонарний тепловий процес. Внаслідок зміни виду оброблювального продукту, а

відповідно і властивостей, а також кількості продукту параметру процесу постійно варіюються в робочому об'ємі апарата.

2. Безперервної дії зі сталим у часі процесом. Він характеризується постійністю теплового режиму і витрат робочих середовищ, що протікають у теплообміннику.

Теплообмінні апарати, що використовуються у громадському харчуванні, на думку проф. Ліпатова Н.Н., можна поділити на такі основні типи:

1. Апарати з відкритою гріючою поверхнею або як їх ще називають апарати з проміжною поверхнею нагрівання. У них тепло від гріючої поверхні передається не продукту, а стінці ємкості, в якій знаходиться продукт.

2. Апарати з сорочкою. За способом отримання теплоносія (пар, вода, високотемпературні речовини) їх поділяють на апарати з підводом тепла із централізованих джерел, а також з автономним отриманням носія. За способом нагріву теплоносія, що отримується автономно, можна виділити апарати з нагріванням від електронагрівачів, пари, а також з вогневим обігріванням.

3. Апарати із лежачою всередині поверхнею нагрівання. У якості гріючих елементів, поверхня яких має безпосередній контакт з рідиною, що нагрівається, можуть бути використані тени, змієвики, трубчасті теплообмінники. Апарати з всередині лежачою поверхнею нагріву служать в якості кип'ятильників чи водонагрівачів. Пристрої з теплом для високотемпературного нагріву призначені для смажіння у фритюрі.

4. Апарати з поверхневими нагрівачами без теплоносіїв. В них тепло передається безпосередньо від нагрівача до стінок апарата. До даного виду апаратів умовно можна віднести теплообмінники, в яких стінки обігріваються відкритим теплом.

5. Апарати г променевим нагрівом. Головне їх призначення полягає у приготуванні смажених продуктів. В цих апаратах в якості променевої енергії використовуються інфрачервоні випромінювачі або високотемпературні тени. Прогрівання продукту відбувається за рахунок променевого нагріву поверхні продукту і передачі теплоти теплопровідністю. Певну роль відіграє у цих апаратах конвективний теплообмін з природним рухом повітря.

6. Апарати з променево - конвективним нагрівом. Завдяки роботі вентилятора створюється штучний рух повітря, що інтенсифікує теплообмін завдяки вимушеній конвекції.

7. Апарати з безпосереднім контактом теплообмінних середовищ. До них належать пароварильні апарати. Принцип їх роботи полягає в тому, що пара подається у внутрішній простір апарата і взаємодіє з продуктом. При використанні вологої насиченої пари тепло передається продукту за рахунок конденсації і виділення схованої теплоти пароутворення. При застосуванні перегрітої пари її агрегатний стан не змінюється, а тепло продукту передається за рахунок конвективного теплообміну.

Схеми теплообмінних апаратів:

I - з відкритою гріючою поверхнею: 1 - нагрівальний елемент;

2 - гріюча поверхня; 3 - об'єкт що нагрівається;

II - із сорочкою: а - з централізованим нагрівом парою:

1 - патрубок для входу пари; 2 - відбивач; 3 - корпус апарата; 4 - сорочка;

5 - патрубок для виходу конденсату; б - з електронагрівачем: 1 - сорочка; 2 - корпус апарата; 3 — парогенератор; 4 - електронагрівач(тен); в - з паровим нагрівом: 1 - змійовиковий трубчастий нагрівач; 2 - патрубок для виходу конденсату;

3 - патрубок для входу пари; г - з вогневим нагрівом (апарат з панелями): 1 - сорочка; 2 - корпус апарата; 3 - панелі; 4 - горілки;

III - з всередині лежачою поверхнею нагріву: / - корпус апарата;

2 - електронагрівач;

IV - з поверхневими нагрівачами без теплоносіїв: а - циліндричний: 1 - гнучкі нагрівачі; 2 - корпус; б - трубчастий: 1 - трубка з рідиною; 2 - гнучкі нагрівачі; в - з вогневим нагрівом: 1- горілка; 2 - корпус апарата;

V - з променевим нагрівом: 1,5 - тени; 2 - подовий лист; 3 - корпус апарата;

4 - решітчаста перегородка;

VI - апарат з променево - конвективним обігрівом: 1 - вентилятор; 2 - корпус апарата; 3 - решітки; 4 - випромінювачі;

VII - апарат з безпосереднім контактом теплообмінних середовищ:

1 - парогенератор; 2 - корпус апарата;3 - функціональна ємкість без отворів; 4 - функціональна ємкість із отворами.