Platevarmevekslere dukket opp på 1920 -tallet og ble brukt i matindustrien. Varmeveksleren laget av platerør er kompakt i struktur og har god varmeoverføringseffekt, så den har gradvis utviklet seg til forskjellige former. På begynnelsen av 1930 -tallet laget Sverige sin første spiralplate varmeveksler. Deretter brukte Storbritannia lodding for å produsere en platefin varmeveksler laget av kobber og legeringsmaterialer for varmeavledningen av flymotorer. På slutten av 1930 -tallet produserte Sverige den første platen og skallvarmeveksleren for bruk i massefabrikker. I løpet av denne perioden, for å løse varmeoverføringsproblemet med svært etsende medier, begynte folk å ta hensyn til varmevekslere laget av nye materialer.
Rundt 1960-tallet, på grunn av den raske utviklingen av romteknologi og nyskapende vitenskap, var det et presserende behov for forskjellige effektive og kompakte varmevekslere. I tillegg forbedret utviklingen av stempling, lodding og tetningsteknologier produksjonsprosessen til varmevekslere ytterligere, og fremmet dermed den kraftige utviklingen og utbredt anvendelse av kompakte platevarmevekslere. I tillegg, siden 1960 -tallet, har typiske varme- og rørvarmevekslere blitt videreutviklet for å imøtekomme behovene for varmeoverføring og energibesparing under høye temperatur- og trykkforhold. I midten av -1970 s, for å forbedre varmeoverføringen, ble varmerørvarmevekslere opprettet på grunnlag av å forske og utvikle varmerør.
Varmevekslere kan klassifiseres i tre typer basert på deres varmeoverføringsmetoder: hybrid, varmelagring og partisjonstype.
En hybrid varmeveksler er en varmeveksler som bytter varme gjennom direkte kontakt og blanding av kalde og varme væsker, også kjent som en kontaktvarmeveksler. På grunn av behovet for rettidig separasjon etter varmeutveksling mellom to væsker, er denne typen varmeveksler egnet for varmeutveksling mellom gass og væskevæsker. For eksempel, i kjøletårnene som brukes i kjemiske planter og kraftverk, sprayes varmt vann fra topp til bunn, mens kald luft suges inn fra bunn til topp. På overflaten av vannfilmen eller dråper og vanndråper i fyllingsmaterialet kommer varmt vann og kald luft i kontakt med hverandre for varmeutveksling. Varmt vann avkjøles og kald luft varmes opp, og deretter oppnås rettidig separasjon ved tetthetsforskjellen mellom de to væskene selv.
Regenerativ varmeveksler er en varmeveksler som bruker vekslende strømning av kald og varm væsker gjennom overflaten av varmelagringskroppen (pakking) i varmelagringskammeret for å utveksle varme, for eksempel varmetilagringskammeret under kokovnen for forvarmet luft. Denne typen varmeveksler brukes hovedsakelig for å utvinne og bruke varmen fra avgass med høy temperatur. Lignende utstyr designet for å gjenvinne kjølekapasiteten kalles en kald lagringsenhet, som ofte brukes i luftseparasjonsenheter.
En varmeveksler for veggtype er en type varmeveksler der de kalde og varme væskene skilles med faste vegger og varme byttes gjennom veggene. Derfor er det også kjent som en overflatevarmeveksler, og denne typen varmeveksler er mye brukt.
Interveggvarmevekslere kan klassifiseres i rørtype, platetype og andre typer basert på strukturen til varmeoverføringsoverflaten. Rørvarmevekslere bruker overflaten på rørene som varmeoverføringsoverflaten, inkludert serpentinvarmevekslere, jakkede varmevekslere og skall- og rørvarmevekslere; Plateoverflatevarmevekslere bruker plateoverflaten som varmeoverføringsoverflaten, inkludert platevarmevekslere, spiralplate varmevekslere, platefin varmevekslere, plate skallvarmevekslere og paraplyplate varmevekslere; Andre typer varmevekslere er designet for å oppfylle visse spesielle krav, for eksempel skrapede overflatevarmevekslere, roterende diskvarmevekslere og luftkjøler.
Den relative strømningsretningen til væske i en varmeveksler inkluderer vanligvis to typer: CO -strøm og motstrøm. Når du strømmer nedstrøms, er temperaturforskjellen mellom de to væskene ved innløpet den største og avtar gradvis langs varmeoverføringsoverflaten, og når minimumstemperaturforskjellen ved utløpet. Når du strømmer omvendt, er temperaturforskjellfordelingen mellom de to væskene langs varmeoverføringsoverflaten relativt jevn. Under betingelse av konstante innløps- og utløpstemperaturer av kulde og varme væsker, når det ikke er noen faseendring i begge væsker, er den gjennomsnittlige temperaturforskjellen mellom oppstrøms og nedstrøms maksimum og minimum.
Under de samme varmeoverføringsforholdene kan bruk av motstrøm øke gjennomsnittlig temperaturforskjell og redusere varmeoverføringsområdet til varmeveksleren; Hvis varmeoverføringsområdet forblir uendret, kan bruk av motstrøm redusere forbruket av oppvarming eller kjølevæske. Førstnevnte kan spare utstyrskostnader, mens sistnevnte kan spare driftskostnader, så motvirkningens nåværende varmeutveksling bør vedtas så mye som mulig i design eller produksjonsbruk.
Når det er en faseendring (koking eller kondens) i en eller begge av de kalde og varme væskene, forblir temperaturen på selve temperaturen uendret på grunn av frigjøring eller absorpsjon av latent fordampningsvarme under faseendringen. Derfor er innløps- og utløpstemperaturene til væsken like, og temperaturforskjellen mellom de to væskene er uavhengig av væskens strømningsretning. I tillegg til de to typene av strømmen, nemlig fremoverstrøm og omvendt strømning, er det også retninger som kryssstrøm og avbøyning.
Å redusere den termiske motstanden i interveggvarmeveksleren under varmeoverføring er en viktig sak for å forbedre varmeoverføringskoeffisienten. Den termiske motstanden kommer hovedsakelig fra det tynne laget av væske (kalt grenselag) festet til varmeoverføringsoverflaten på begge sider av partisjonsveggen, og begroingslaget som ble dannet på begge sider av veggen under bruken av varmeveksleren. Den termiske motstanden til metallveggen er relativt liten.
Å øke strømningshastigheten og forstyrrelsen av væsken kan tynne grenselaget, redusere termisk motstand og forbedre varmeoverføringskoeffisienten. Imidlertid vil økende væskestrømningshastighet øke energiforbruket, så det bør gjøres en rimelig koordinering mellom å redusere termisk motstand og energiforbruk under utformingen. For å redusere den termiske motstanden til skitt, kan det gjøres innsats for å bremse dannelsen av skitt og regelmessig rengjøre varmeoverføringsoverflaten.
Generelt er varmevekslere laget av metallmaterialer, hvorav karbonstål og lavlegert stål for det meste brukes til å produsere middels og lavtrykksvarmevekslere; I tillegg til å bli hovedsakelig brukt til forskjellige korrosjonsmotstandsbetingelser, kan austenittisk rustfritt stål også brukes som materialresistent mot høye og lave temperaturer; Kobber, aluminium og legeringer brukes ofte i fremstilling av varmevekslere med lav temperatur; Nikkellegeringer brukes under høye temperaturforhold; I tillegg til å lage pakningsdeler, har noen ikke-metalliske materialer blitt brukt til å lage korrosjonsbestandige varmevekslere, for eksempel grafittvarmevekslere, fluoroplastiske varmevekslere og glassvarmevekslere.