Общие статьи19 марта 2026 г.5 мин

Испаритель с неподвижными трубными решётками

Испаритель с неподвижными трубными решётками — кожухотрубный аппарат, в котором концы труб закреплены в трубных решётках, жестко соединённых с кожухом. Такая конструкция проста и компактна, но требует учитывать различие температурного расширения труб и кожуха.

Инженеры S22 · подбор и поставка теплообменников

Нужен быстрый подбор? Напишите в чат

Проконсультируем и ответим 24/7 примерно за минуту.

ИВ

Инженер-теплотехник

Online · ответ ~1 минута

Подберите теплообменник под мою задачу

Спросить инженера

Отправляя вопрос, вы даёте согласие на обработку персональных данных — политика конфиденциальности

ИНВ / ИНГвертикальный / горизонтальный

≤ 50°Cдопустимый ΔT кожух–пучок

до 1,6МПа рабочее давление

наименьшаястоимость из всех типов

Конструкция испарителя ИН

Четыре кожухотрубных теплообменника с фланцами на тёмном полу

Испаритель ИН (с неподвижными трубными решётками) — наиболее простая конструкция кожухотрубного испарителя. Трубный пучок жёстко закреплён с обеих сторон: обе трубные решётки приварены (или завальцованы) к кожуху. Нет ни компенсатора, ни подвижных элементов.

ИНВ — основные элементы

Цилиндрический кожух (корпус)
Трубный пучок (прямые трубки)
Неподвижная трубная решётка (передняя)
Неподвижная трубная решётка (задняя)
Крышки (съёмные — для осмотра)
Поперечные перегородки (баффлы)
Штуцер подачи хладагента (нижний)
Штуцер отвода пара (верхний)
Штуцеры охлаждаемой среды
Опоры (для вертикальной установки)

ИНГ — особенности

Горизонтальная ориентация
Хладагент — нижняя часть кожуха
Паровое пространство — верхняя часть
Седловые опоры под кожухом
Уклон 1:100 в сторону дренажа
Воздушник в верхней точке
Дренаж в нижней точке
Крышки — разъёмные фланцевые
Вход охлаждаемой среды — с обеих сторон

Ограничения типа ИН: что важно знать

✓ Допустимые условия

ΔT кожух–пучок ≤ 50°C
Давление ≤ 1,6 МПа
Одинаковые материалы кожуха и трубок
Чистые среды (нет механических загрязнений)

⚠ Применять с осторожностью

Разные материалы кожуха и трубок
Переменный тепловой режим (пуск–остановка)
ΔT 30–50°C
Умеренно загрязнённая охлаждающая вода

✗ Нельзя применять

ΔT более 50°C
Давление более 1,6 МПа
Механическая чистка межтрубного пространства
Хладагенты с высоким давлением (CO₂, R410A более 3 МПа)

Физика ограничения по ΔT

При нагреве трубок на ΔT = 50°C относительно кожуха (сталь, α = 12×10⁻⁶ 1/К, E = 2×10⁵ МПа, L = 4 м): ΔL = α × L × ΔT = 12×10⁻⁶ × 4000 × 50 = 2,4 мм. Термическое напряжение σ = E × ε = 2×10⁵ × 0,0006 = 120 МПа. Это 50–60% от предела текучести Ст20 (σ_т = 220 МПа) — критически высоко при циклическом режиме.

Материалы для испарителей ИН

Хладагент	Материал трубок	Материал кожуха	Примечание
R134a, R407C, R22	Медь М2р, CuNi 90/10	Сталь 20	Лучший K (до 2000 Вт/м²·К). Нельзя NH₃
R134a, R407C	Нержавейка 304	Сталь 20	При хлоридах Cl⁻ > 50 ppm в воде
NH₃ (аммиак)	Сталь 20	Сталь 20	Только сталь! Медь несовместима с NH₃
R717 (NH₃)	304 нержавейка	304 нержавейка	При агрессивных хлоридах в воде
Морская вода	Титан Grade 2	Сталь + титановое покрытие	Неограниченные хлориды

Когда выбирать ИН, ИК или ИУ

Критерий	ИН (неподвижные)	ИК (компенсатор)	ИУ (U-образные)
ΔT до 50°C	Да — оптимально	Да (избыточно)	Да
ΔT 50–100°C	Нет	Да — оптимально	Да
ΔT более 100°C	Нет	Ограниченно	Да — оптимально
Давление более 2,5 МПа	Нет	Нет	Да
Механическая чистка трубок	Да (прямые трубки)	Да	Нет (U-изгиб мешает)
Минимальная стоимость	Да	Нет (+15–25%)	Средняя
Чиллеры HFC до 500 кВт	Оптимально	Применимо	Применимо
Нефтехимия, ребойлеры	Нет	Ограниченно	Да

Типовые типоразмеры ИНВ и ИНГ

Маркировка	D кожуха, мм	L трубок, м	Число трубок	F, м²	Q ориент., кВт
ИНВ-159-1,0-М	159	2,0	30–40	4–6	20–40
ИНВ-219-1,0-М	219	3,0	60–80	10–15	50–90
ИНВ-273-1,6-М	273	3,0	90–120	15–22	80–130
ИНВ-325-1,6-М	325	4,0	130–170	25–35	130–200
ИНВ-400-1,6-М	400	4,0	200–260	40–55	200–320
ИНВ-400-1,6-М	400	6,0	200–260	60–80	320–480
ИНВ-500-1,6-М	500	6,0	350–450	100–130	550–780

Q ориентировочная для охлаждения воды, K=1000 Вт/м²·К, LMTD≈7 К, трубки 20×2 мм

Подбор испарителя ИН/ИК/ИУ

Определим оптимальный тип, рассчитаем площадь, подготовим КП и чертежи

Запросить подбор

Часто задаваемые вопросы

ИН — кожухотрубный испаритель с неподвижными трубными решётками. Обе решётки жёстко закреплены в кожухе — трубный пучок не может перемещаться при тепловом расширении. Простейшая и самая дешёвая конструкция. ИНГ — горизонтальный, ИНВ — вертикальный.

Для ИН с одинаковыми материалами кожуха и трубок допустимый температурный перепад ΔT ≤ 40–50°C. При разных материалах (например, кожух — сталь 20, трубки — нержавейка) — ΔT ещё меньше из-за разных коэффициентов теплового расширения. При ΔT более 50°C возникают опасные термические напряжения.

При нагреве трубки удлиняются относительно кожуха (или наоборот). Если оба конца зафиксированы, возникают осевые напряжения. При ΔT = 60°C для стали напряжение достигает около 144 МПа — близко к пределу текучести. Многократные циклы нагрева–охлаждения ведут к усталостному разрушению сварных швов и развальцовки трубок.

Механическая чистка прутковым ёршиком или гидроструйным оборудованием возможна при прямолинейных трубках (ИН, ИК). Необходимо снять крышку одной стороны. Межтрубное пространство при ИН механически не чистится — только CIP-промывкой через штуцеры.

ИНВ (вертикальный): хладагент поступает снизу и поднимается вверх, обеспечивая естественную циркуляцию. Паровое пространство в верхней части кожуха. Компактная установка — меньше занимает площади. Предпочтителен для затопленных испарителей в чиллерах. ИНГ (горизонтальный) применяют при ограничениях по высоте помещения.

Для хладагентов R134a, R407C, R410A: трубки — медь М2р или нержавейка 304 с накатным профилем для интенсификации теплообмена; кожух — сталь 20 или 09Г2С. Медные трубки дают лучший коэффициент теплопередачи (K до 2000 Вт/м²·К), нержавеющие — при агрессивной воде.

Поперечные перегородки (баффлы) в межтрубном пространстве направляют поток хладагента поперечно трубкам, увеличивая коэффициент теплоотдачи и обеспечивая равномерный контакт хладагента с поверхностью трубок. Шаг перегородок: 0,2–1,0 диаметра кожуха.

ИН выпускаются на рабочее давление: 0,6; 1,0; 1,6 МПа. Давление ограничено кольцевым сварным швом крышки с кожухом. Для давлений 2,5 МПа и выше применяют ИУ (U-образные трубки) или ИП (плавающая головка) с фланцевой крышкой.

Число трубок определяется диаметром кожуха и расположением трубок в решётке (шаг, схема — квадрат или треугольник). Ориентировочно для ИНВ-325: 130–170 трубок 20×2 мм. Точное значение — из каталога производителя или проектного расчёта по ГОСТ 14244.

Ориентировочная стоимость испарителя ИНВ-325-1,6-М (сталь 20, площадь 25–35 м²) — 400 000–700 000 рублей. Нержавеющий ИНВ-325-1,6-ХХ — 700 000–1 200 000 рублей. Финальная цена зависит от площади теплообмена, материалов, комплектности (с/без крышек, патрубков, опор). Запросите КП у S22.

Подобрать теплообменник бесплатно

Укажите задачу — инженер S22 выполнит расчёт и предложит решение в течение 2 часов.

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Как устроен аппарат

Одна среда проходит внутри труб, другая движется по межтрубному пространству. Трубные решётки удерживают пучок, перегородки направляют поток в кожухе, а крышки формируют камеры подвода и отвода.

перед выбором проверяют совместимость материалов со средами;
засорение труб уменьшает проходное сечение и теплопередачу;
осмотр включает контроль соединений, решёток и состояния трубного пучка.

Вопросы и ответы

Почему решётки называют неподвижными?

Они закреплены в кожухе и не перемещаются относительно него. Трубный пучок нельзя вынуть без разборки или специальных ремонтных операций.

Где применяют испаритель ИН?

Его используют там, где рабочие среды и температурный режим позволяют применять жёсткую кожухотрубную конструкцию.

Можно ли очистить трубы такого испарителя?

Да, доступ выбирают по конструкции крышек и каналов. Способ очистки зависит от загрязнения и материала труб.

Какой главный недостаток неподвижных решёток?

Ограниченная компенсация температурного расширения. При значительной разнице температур это учитывают на этапе расчёта и выбора конструкции.