Теплообмінники тарілки з'явилися в 1920 -х роках і були застосовані в харчовій промисловості. Теплообмінник, виготовлений з пластини, є компактним за структурою і має хороший ефект теплопередачі, тому він поступово перетворюється на різні форми. На початку 1930 -х років Швеція зробила свою першу спіральну пластину теплообмінника. Потім Великобританія використовувала пайки для виготовлення теплообмінника з плавником з пластини з міді та її сплавих матеріалів для тепловіддачі літальних двигунів. Наприкінці 1930 -х років Швеція виробляла першу пластину та шкаралупу теплообмінник для використання на м’якоті. У цей період, щоб вирішити проблему передачі тепла високо корозійної носії, люди почали звертати увагу на теплообмінники, виготовлені з нових матеріалів.
Близько 1960-х років, завдяки швидкому розвитку космічних технологій та передової науки, виникла нагальна потреба в різних ефективних та компактних теплообмінниках. Крім того, розробка штампування, пайки та герметичних технологій додатково покращила виробничий процес теплообмінників, тим самим сприяючи енергійному розвитку та широкому застосуванню компактних теплообмінників. Крім того, починаючи з 1960 -х років, типові теплообмінники оболонки та трубки були надалі розроблені для задоволення потреб теплопередачі та збереження енергії в умовах високої температури та тиску. У середині -1970 s, щоб посилити передачу тепла, теплообмінники теплової труби були створені на основі дослідження та розробки теплових труб.
Теплообмінники можна класифікувати на три типи на основі методів їх передачі тепла: гібрид, зберігання тепла та тип розділу.
Гібридний теплообмінник - це теплообмінник, який обмінюється теплом через прямий контакт і змішування холодних та гарячих рідин, також відомий як контакт -теплообмінник. Через необхідність своєчасного розділення після обміну тепловою оболонкою між двома рідинами, цей тип теплообмінника підходить для обміну тепловою оболонкою між газовою та рідинною рідиною. Наприклад, у охолоджувальних вежах, що використовуються в хімічних рослинах та електростанціях, гаряча вода розпорошується зверху вниз, в той час як холодне повітря засмоктується знизу вгорі. На поверхні водопровідної плівки або крапельки та краплі води матеріалу наповнення, гаряча вода та холодне повітря контактують між собою для обміну теплом. Гаряча вода охолоджується, а холодне повітря нагрівається, а потім своєчасне розділення досягається різницею щільності між самими самими рідинами.
Регенеративний теплообмінник - це теплообмінник, який використовує чергуючий потік холодної та гарячої рідини через поверхню корпусу для зберігання тепла (упаковка) у камері зберігання тепла для обміну теплом, наприклад, камера для зберігання тепла нижче духовки для попереднього нагрівання. Цей тип теплообмінника в основному використовується для відновлення та використання тепла високотемпературного вихлопного газу. Подібне обладнання, призначене з метою відновлення охолодження, називається пристроєм холодного зберігання, який зазвичай використовується в блоках поділу повітря.
Теплообмінник типу стіни - це тип теплообмінника, в якому холодна і гаряча рідина розділені твердими стінками і тепло обмінюється через стінки. Тому він також відомий як поверхневий теплообмінник, і цей тип теплообмінника широко використовується.
Між -настінні теплообмінники можна класифікувати на тип трубки, тип пластини та інші типи на основі структури поверхні передачі тепла. Теплообмінники -трубки використовують поверхню трубок як поверхню тепловіддачі, включаючи серпантинові теплообмінники, теплообмінники, що знаходяться, а також теплообмінники оболонки та трубки; Теплообмінники поверхні пластини використовують поверхню пластини в якості поверхні передачі тепла, включаючи теплообмінники з пластиною, спіральні пластини теплообмінники, теплообмінники з пластиною, теплообмінники для пластини та теплообмінники з парасолькою; Інші типи теплообмінників призначені для задоволення певних спеціальних вимог, таких як скребровані поверхневі теплообмінники, обертовими оборотними ремінцями та охолоджувачами повітря.
Відносний напрямок потоку рідини в теплообміннику, як правило, включає два типи: струм CO та лічильник. При те, що протікає вниз за течією, різниця температури між двома рідинами на вході є найбільшою і поступово зменшується вздовж поверхні передачі тепла, досягаючи мінімальної різниці температур на виході. При те, що вони протікають у зворотному випадку, розподіл різниці температур між двома рідинами вздовж поверхні передачі тепла є відносно рівномірним. За умови постійної температури входів та виходу холодної та гарячої рідини, коли в обох рідинах немає зміни фази, середня різниця температур між верхнім та нижче за течією є максимальною і мінімумом.
За тих же умов теплопередачі, використання протипотоку може збільшити середню різницю температури та зменшити область передачі тепла теплообмінника; Якщо область передачі тепла залишається незмінною, використання протипотоку може зменшити споживання нагріву або охолоджуючої рідини. Перший може заощадити витрати на обладнання, в той час як другий може заощадити експлуатаційні витрати, тому лічильник поточного теплообміну повинен бути прийнятий якомога більше при використанні проектування чи виробництва.
Коли спостерігається зміна фази (кипіння або конденсація) в обох холодних та гарячих рідинах, температура самої рідини залишається незмінною через вивільнення або поглинання прихованого тепла випаровування під час зміни фази. Тому температури входу та виходу рідини рівні, а різниця температур між двома рідинами не залежить від напрямку потоку рідини. Окрім двох типів зовнішнього потоку, а саме вперед і зворотним потоком, є також такі напрямки, як перехресний потік та відхилення.
Зниження теплового опору в теплообміннику між стінкою під час передачі тепла є важливою проблемою для поліпшення коефіцієнта теплопередачі. Тепловий опір в основному надходить від тонкого шару рідини (званого прикордонного шару), приклеєного до поверхні передачі тепла з обох боків стінки перегородки, і шар забруднень, що утворюється з обох боків стінки під час використання теплообмінника. Тепловий опір металевої стінки відносно невеликий.
Збільшення швидкості потоку та порушення рідини може зменшити прикордонний шар, зменшити тепловий опір та покращити коефіцієнт передачі тепла. Однак збільшення швидкості потоку рідини збільшить споживання енергії, тому слід зробити розумну координацію між зниженням теплового опору та споживанням енергії під час проектування. Щоб зменшити тепловий опір бруду, можна докладати зусиль для уповільнення утворення бруду та регулярного очищення поверхні передачі тепла.
Як правило, теплообмінники виготовлені з металевих матеріалів, серед яких вуглецева сталь і низьколегована сталь в основному використовуються для виготовлення теплових обмінів середнього та низького тиску; Окрім того, що в основному використовується для різних умов стійкості до корозії, аустенітна нержавіюча сталь також може використовуватися як матеріал, стійкий до високих та низьких температур; Мідь, алюміній та їх сплави зазвичай використовуються у виробництві низькотемпературних теплообмінників; Нікельні сплави використовуються в умовах високої температури; Окрім виготовлення деталей прокладки, для виготовлення теплообмінників, стійких до корозій, таких неметалічних матеріалів, таких як графітові теплообмінники, фторопластичні теплообмінники та скляні теплообмінники.