Плочасти измењивачи топлоте се обично састоје од преграда, ребара, заптивки и водилица. Ребра, водеће лопатице и заптивке се постављају између две суседне преграде да формирају сендвич, који се назива канал. Такви сендвичи су сложени у складу са различитим обрасцима протока течности и лемљени у целину да би се формирао сноп плоча. Плочасти сноп је језгро плочастог измењивача топлоте.
Карактеристике плочастих измењивача топлоте
(1) Висока ефикасност преноса топлоте. Пошто ребра ометају течност, гранични слој је стално поломљен, па има велики коефицијент преноса топлоте. У исто време, пошто су преграде и ребра веома танке и имају високу топлотну проводљивост, плочасти измењивач топлоте може постићи веома високу ефикасност.
(2) Компактан. Пошто измењивач топлоте са плочастим перајима има проширену секундарну површину, његова специфична површина може да достигне 1000㎡/м3.
(3) Лагана. Разлог је што је компактан и углавном направљен од легуре алуминијума. Сада су се масовно производили и челик, бакар, композитни материјали итд.
(4) Јака прилагодљивост. Плочасти измењивач топлоте се може користити за: гас-гас, гас-течност, течност-течност, размену топлоте између различитих флуида и фазну промену топлоте са колективним променама стања. Кроз распоред и комбинацију проточних канала, може се прилагодити различитим условима размене топлоте као што су противструја, унакрсни ток, вишеструјни ток и вишепролазни ток. Комбинацијом серијских, паралелних и серијски паралелних између јединица, може задовољити потребе за размјеном топлоте велике опреме. У индустрији, може се стандардизовати и масовно производити како би се смањили трошкови, а заменљивост се може проширити комбинацијом грађевинских блокова.
(5) Захтеви производног процеса су строги и процес је компликован.
(6) Лако се зачепљује, није отпоран на корозију и тешко се чисти и поправља. Због тога се може користити само у случајевима када је медиј за размену топлоте чист, некорозиван, није лако одлагати каменац, није лако депоновати и није лако зачепити.
Из перспективе механизма преноса топлоте, плочасти измењивач топлоте и даље припада преградном измењивачу топлоте. Његова главна карактеристика је да има проширену секундарну површину за пренос топлоте (пере), тако да се процес преноса топлоте не одвија само на примарној површини за пренос топлоте (прегради), већ и на секундарној површини за пренос топлоте. Поред тога што се топлота из високотемпературног бочног медијума улива у нискотемпературни бочни медијум са примарне површине, део топлоте се преноси и по висинском правцу површине ребра, односно у правцу висине пераја, преграда излива топлоту, а затим се топлота конвекцијом преноси на нискотемпературни бочни медијум. Пошто висина пераја знатно премашује дебљину пераја, процес провођења топлоте дуж правца висине ребра је сличан проводљивости топлоте хомогене витке водилице. У овом тренутку, топлотни отпор пераја се не може занемарити. Највиша температура на оба краја ребра једнака је температури преграде. Како ребра и медијум ослобађају топлоту конвекцијом, температура наставља да опада све док не дође до температуре медијума у средњем делу ребра.
Примена плочастих измењивача топлоте
Плочасти измењивачи топлоте се све више користе у различитим индустријским секторима због својих супериорних перформанси и зреле технологије.
1. Опрема за одвајање ваздуха: Употреба плочастих измењивача топлоте у главном измењивачу топлоте, потхлађивачу, кондензаторском испаривачу и другим нискотемпературним измењивачима топлоте опреме за одвајање ваздуха може уштедети трошкове улагања и уградње опреме и смањити потрошњу енергије јединице.
2. Петрохемија: Плочасти измењивачи топлоте имају предности великог капацитета обраде, доброг ефекта одвајања и ниске потрошње енергије. Коришћени су у процесима као што су дубоко хладно одвајање етилена, прање синтетичким амонијачним азотом, природни гас, одвајање гаса из нафтних поља и течење.
3. Инжењерске машине: После више од 20 година истраживања и праксе, земље широм света су масовно производиле и користиле измењиваче топлоте са плочастим перајима на аутомобилима, радијаторима локомотива, хладњакима уља за багере, радијаторима за фрижидере и радијаторима трансформатора велике снаге.
4. Суперпроводљивост и свемирска технологија: Развој нискотемпературне суперпроводљивости и свемирске технологије обезбедио је нови начин за примену плочастих измењивача топлоте. Измењивачи топлоте са плочастим перајима коришћени су и на америчкој свемирској летелици Аполо и на кинеској свемирској летелици Схензхоу.
