Принципы теплообмена в пластинчатых теплообменниках

Согласно физическим законам тепловая энергия перемещается в замкнутой системе до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Так тепло покидает более нагретую среду и передаётся менее нагретой. Этот принцип положен в основу работы теплообменных аппаратов (как пластинчатых, так и кожухотрубных), при этом теплообменник пластинчатый позволяет осуществлять передачу тепловой энергии с максимальной эффективностью (в некоторых модификациях эффективность теплопередачи достигает 99%).

Основные положения теплообмена:

• Тепловая энергия передаётся от нагретой среды к нагреваемой;
• Между средами должна существовать некоторая разница температур. Оборудование, в котором теплопередача происходит через поверхность тонких контактных пластин, позволяет организовать теплообмен с минимальной температурной разницей (до 1 С) между рабочими средами;
• В числовом выражении холодная среда получает то количество теплоты, которая передаёт горячая, за вычетом потерь, уходящих во внешнюю среду.

В теплообменниках передача теплоты происходит непрерывно, так как рабочие потоки постоянно находятся в непрямом контакте. Благодаря этому подобные аппараты относятся к оборудованию непрямого действия, то есть в конструкции предусмотрено чёткое разделение сред (теплообмен осуществляется через теплопередающую разделительную поверхность).

В пластинчатых установках потери тепла в окружающую среду удаётся свести к минимуму (они могут составлять менее 1 %), то есть купить  которого несколько выше кожухотрубного оборудования, оказывается намного выгоднее в долгосрочной перспективе.

Возможности и преимущества пластинчатых теплообменников

Область применения пластинчатых теплообменников охватывает практически все сферы промышленности и коммунального хозяйства благодаря техническим возможностям оборудования:

• Компактная конструкция: для установки пластинчатого теплообменника требуется намного меньше пространства производственного помещения в сравнении с кожухотрубным оборудованием;
• Высокая эффективность теплопередачи: разделяющая рабочие среды поверхность имеет очень малую толщину (доли миллиметра), то есть теплопередача проходит максимально эффективно. Кроме того, высокая турбулентность потоков обеспечивает интенсивную конвекцию, то есть более эффективный теплообмен;
• Эффект самоочистки: в результате высокой турбулентности возникает эффект самоочистки поверхностей — в таких условиях осадок накапливается с меньшей скоростью и имеет более рыхлую структуру, то есть интервал между промывками пластинчатого теплообменника существенно больше, чем в случае кожухотрубного оборудования;
• Возможность изменять мощность теплообменника: пластинчатые аппараты позволяют на любом этапе эксплуатации уменьшать или наращивать количество контактных пластин, оптимизируя мощность оборудования к изменившимся условиям технологического процесса.

В пластинчатых теплообменных аппаратах удалось реализовать теплообменные процессы с максимальной эффективностью, а также снизить эксплуатационные расходы и добиться продолжительной эксплуатации (срок службы контактных пластин составляет не менее 25 лет, уплотнительных прокладок — 10 лет), что делает это оборудование наиболее экономически выгодным.