Трубчатые теплообменники
Трубчатые теплообменники-утилизаторы отработанного тепла представляют собой распространенный конструктивный тип, в основном состоящий из пучков труб, трубных решеток и кожухов. Трубный пучок является основным компонентом, состоящим из множества металлических трубок. Горячая среда течет внутри трубок, а холодная среда течет снаружи оболочки. Тепло проводится через стенки трубок, обеспечивая теплообмен.
Трубная решетка фиксирует пучок труб и отделяет его от корпуса, обеспечивая движение двух сред по заданным путям. Оболочка закрывает и защищает внутренний пучок труб, а также эффективно направляет холодную среду вокруг пучка труб, создавая благоприятную среду тепловой конвекции. В зависимости от применения трубчатые теплообменники можно подразделить на теплообменники с фиксированной трубной решеткой, с плавающей головкой и с U-трубкой, каждый из которых имеет свои собственные характеристики с точки зрения термического расширения и сжатия, простоты очистки и обслуживания.
Пластинчатые теплообменники
Пластинчатые теплообменники-утилизаторы отработанного тепла состоят из серии гофрированных металлических пластин, сложенных вместе. Пластины уплотнены прокладками, образующими многочисленные узкие каналы. Горячая и холодная среда движутся в противоположных направлениях в соседних каналах, при этом тепло передается через тонкие металлические пластины.
Такая конструкция делает пластинчатые теплообменники чрезвычайно эффективными, поскольку гофрированная форма пластин увеличивает площадь поверхности, а расстояние теплообмена между двумя средами очень короткое. В то же время его компактная конструкция и небольшая занимаемая площадь позволяют легко устанавливать и разбирать его, что подходит для применений с ограниченным пространством, но с высокими требованиями к эффективности теплообмена. Однако к нему предъявляются высокие требования к герметизации; в случае неисправности прокладок легко может произойти утечка среды, что повлияет на нормальную работу теплообменника.
Теплообменники с тепловыми трубками
Основным компонентом теплообменника с тепловой трубкой является тепловая трубка, которая обычно содержит рабочую среду (например, аммиак или воду). Это элемент с высокой теплопроводностью. Тепловая труба состоит из трех частей: секции испарения, секции конденсации и адиабатической секции. В приложениях по рекуперации отходящего тепла высокотемпературный-отходящий теплоноситель заставляет рабочее тело в испарительной секции тепловой трубы поглощать тепло и испаряться. Пар течет по внутренней части тепловой трубы к секции конденсации, где он отдает тепло холодной среде и повторно -конденсируется в жидкость. Затем жидкость возвращается в секцию испарения за счет капиллярного действия и других процессов. Этот цикл повторяется, обеспечивая эффективную передачу тепла от стороны с высокой-температурой к стороне с низкой-температурой.