Двойная труба:Это наиболее простой тип теплообменника, используемый в промышленности. Как следует из названия, они состоят из двух трубок, по которым может течь жидкость. Конфигурация потока может быть параллельной или противоточной, при этом противоток более эффективен, а параллельный поток лучше, если необходимо довести две жидкости до одинаковой температуры. Эти теплообменники просты и дешевы в проектировании и обслуживании, но имеют относительно низкий уровень эффективности по сравнению с другими конструкциями.
Оболочка и трубка:В кожухотрубных теплообменниках используется набор металлических трубок, по которым течет одна жидкость, окруженных герметичной оболочкой, через которую течет вторая жидкость. Этот тип теплообменника работает со всеми типами потока – параллельным, противотоком и поперечным потоком – и может быть установлен в паровозах. Перегородки используются для направления потока жидкости, создания вибраций в жидкости и поддержки трубок, а ребра также можно использовать с технологиями воздушного охлаждения (например, промежуточными охладителями двигателей внутреннего сгорания) для увеличения площади теплопередачи.
Пластина/плавник:В теплообменнике этого типа используются стопки тонких металлических пластин, которые разделены ребрами, образуя уровни, очень похожие на полы здания. Однако каждый из этих «этажей» является автономным и отделен от верхнего или нижнего, образуя серию герметичных трубок, по которым могут течь жидкости. Это создает большую площадь поверхности, которая способна быстро обмениваться теплом, а также гарантирует поток жидкости по всей поверхности теплопередачи, предотвращая застой и накопление жидкости. Пластины могут быть разных размеров, глубины и формы, включая гофрированные пластины, пластины и рамы, пластины и оболочки или спиральные пластины. Высокая турбулентность потока между пластинами создает большую теплопередачу и снижение давления. Этот тип теплообменника используется в таких устройствах, как газовые печи и котлы.
С воздушным охлаждением:Этот тип теплообменника обычно встречается в транспортных средствах и других движущихся объектах, где холодная вода недоступна. Вместо двух жидкостей в системах с воздушным охлаждением используется холодный воздух от вентилятора или поток воздуха, вызванный движением самого автомобиля.
Конденсаторы, котлы и испарители:Этот тип теплообмена заслуживает особого упоминания, поскольку он работает несколько иначе, чем уже описанные. Вместо того, чтобы вводить две жидкости (горячую и холодную), они используют охлаждение и конденсацию горячего газа в жидкую форму (и наоборот) для создания цикла теплопередачи. Это процесс, используемый паровыми турбинами и парогенераторами, в которых используется цикл испарения воды в пар и ее последующего охлаждения обратно в жидкость.
Рекуператоры:Рекуператор — это теплообменник, предназначенный для улавливания тепла, которое в противном случае было бы потеряно, например, тепло, выводимое из здания. Теплый воздух направляется через канал рядом с отдельным входящим каналом холодной жидкости, создавая противоток. Именно так работает система вентиляции с рекуперацией тепла, позволяющая проветривать здание свежим воздухом, не теряя при этом всего тепла из выходящего более теплого воздуха.
Регенераторы:Этот тип теплообменника позволяет как входящей, так и выходящей жидкости перемещаться по одному и тому же каналу в противоположных направлениях в разное время. По мере того, как теплая жидкость вытекает наружу, она отдает часть своего тепла, а когда холодная жидкость втекает внутрь, она забирает часть остаточного тепла, которое там осталось. Этот тип теплообмена используется в двигателе Стирлинга, в котором поршень перемещает захваченный газ взад и вперед между источником тепла (например, огнем) и более прохладной областью или «раковиной», где тепло теряется. Этот тип теплообменника снижает потери тепла в системе за счет «регенерации» тепла.