В условиях значительной разницы температур теплоносителя и охлаждаемой жидкости кожухотрубный теплообменник нередко представляет собой более эффективное с точки зрения затрат решение для охлаждения по сравнению с пластинчатым теплообменником. Это связано с малым диаметром канала для прохода теплоносителя внутри пластинчатого теплообменника, что приводит к высокой турбулентности и большому перепаду давления внутри устройства.
Как следует из названия, пластинчатый теплообменник состоит из ряда тонких металлических пластин. Обычно эти пластины имеют сложную штампованную конструкцию и изготавливаются из нержавеющей стали, а для обеспечения герметичности между ними устанавливаются резиновые прокладки. Пластины плотно прижаты друг к другу в жесткой раме и образуют параллельные каналы, по которым протекают жидкости, участвующие в теплообмене. Такая установка пластин обеспечивает чередование горячих и холодных каналов.
В отличие от пластинчатых теплообменников, кожухотрубные теплообменники состоят из двух основных элементов: наружного корпуса (или кожуха) и пучка труб (трубного сердечника) внутри кожуха. Теплоноситель проходит через трубный сердечник, а горячая жидкость поступает в кожух через входное отверстие и проходит по внешней поверхности трубного сердечника и вокруг него через ряд специальных перегородок, после чего выходит из кожуха через выходное отверстие. Для обеспечения максимальной эффективности теплопередачи горячая и холодная жидкости движутся через теплообменник в противоположных направлениях («противоток»). Более подробная информация о противотоке.
Основные преимущества пластинчатых теплообменников – это компактность и возможность увеличения размеров, однако при изменении потребностей в охлаждении обслуживание пластинчатых теплообменников будет обходиться дороже, чем обслуживание аналогичных кожухотрубных теплообменников, так как резиновые прокладки со временем твердеют, и их необходимо менять один раз в 2 года. Замена прокладок – это долгий и дорогостоящий процесс, требующий вывода теплообменника из эксплуатации на более длительный срок. Кроме того, обнаружить утечку в пластинчатом теплообменнике сложнее: для этого необходимо привлекать квалифицированную рабочую силу. А из-за более высокого сопротивления потока воды внутри теплообменника увеличивается вероятность образования накипи, что снижает эффективность работы установки.
В отличие от пластинчатых теплообменников, кожухотрубные теплообменники чрезвычайно просты в обслуживании: после снятия торцевых крышек трубный сердечник извлекают для очистки и планового обслуживания. Качественный кожухотрубный теплообменник, например, производства компании Bowman, имеет высокую эффективность теплопередачи и исключительную прочность, что обеспечивает длительный срок службы. Кожухотрубные теплообменники предназначены для работы в самых жестких условиях эксплуатации с различными теплоносителями (в том числе морской, минерализованной и загрязненной водой).
Более подробная информация о кожухотрубных теплообменниках Bowman.