Пластинчастий теплообмінник чи кожухотрубний: що краще і коли

Пластинчастий теплообмінник чи кожухотрубний: що краще і коли

Під час проєктування систем теплообміну інженери стикаються з вибором між двома основними типами теплообмінників: пластинчастими (PHE — Plate Heat Exchanger) та кожухотрубними (S&T — Shell and Tube). Кожен з них має унікальні конструктивні особливості, експлуатаційні характеристики, переваги й обмеження.

У цій статті проведено глибоке технічне порівняння обох типів, щоб допомогти зробити обґрунтований вибір на основі реальних параметрів роботи, вартості, обслуговування та довговічності.

Конструктивні особливості

Пластинчастий теплообмінник (PHE):

• Складається з набору тонких гофрованих пластин, затиснутих між опорними плитами

• Теплоносії рухаються каналами, які формуються між пластинами

• Ущільнення забезпечуються прокладками або шляхом пайки

• Можна швидко розібрати для очищення та сервісу 

Кожухотрубний теплообмінник (S&T): 

• Складається з пучка труб, змонтованих у циліндричному кожусі

• Один потік рухається в трубах, інший — у міжтрубному просторі

• Часто використовується для середовищ з високим тиском або температурою

• Складніше обслуговувати, потребує демонтажу під час сервісу 

Порівняння технічних параметрів

Коли обрати пластинчастий теплообмінник

Оптимальний варіант, якщо:

• Потрібна компактність і мобільність

• Часті гігієнічні цикли (харчова, фармацевтична галузь)

• Середовище чисте або має фільтрацію

• Важлива енергоефективність та мінімальні втрати

• Потрібна низька ціна

Приклади застосування:

• ІТП (індивідуальні теплові пункти)

• Пастеризатори

• Чилери й охолоджувачі

• Теплові насоси

Коли обрати кожухотрубний теплообмінник

Перевага надається, якщо:

• Є агресивні, абразивні або брудні середовища

• Високі температури (>200°C) або тиск (>30 бар)

• Теплоносій — пара, масло, газ

• Очікується тривала безперервна робота

Приклади застосування:

• Пароконденсаційні цикли на ТЕЦ

• Нафтопереробка

• Охолодження компресорів

• Морська промисловість (деформаційно-стійкі установки)

Приклад інженерного вибору

Завдання: охолодження технологічної води з температури 85°C до 35°C, витрата 15 м³/год, тиск 12 бар.

Варіант 1 — пластинчастий:

• Висока ККД, компактний корпус

• Вимагає періодичного очищення (фільтрація рекомендована)

• Вартість — середня, обслуговування дешеве

Варіант 2 — кожухотрубний:

• Надійний у роботі з нестабільною якістю води

• Габарити значно більші

• Висока початкова вартість, складний монтаж

• Складний сервіс

Висновок: при нормальній якості води доцільніше обрати PHE з фільтрацією, при потенційно брудному теплоносії — S&T.

Висновки

• Обидва типи теплообмінників мають право на існування — все залежить від умов задачі:

• Якщо критична компактність, ефективність і сервісність — обирайте пластинчастий

• Якщо умови жорсткі, агресивне середовище або високий тиск — краще підійде кожухотрубний

Для точного підбору зверніться до фахівців з теплотехніки — неправильно вибраний тип теплообмінника може призвести до перевитрат, простоїв і аварійних ситуацій.

Не впевнені, який тип теплообмінника обрати? Інженери компанії «Термопром» допоможуть вам визначити, коли варто використовувати пластинчастий, а коли кожухотрубний теплообмінник. Ми проведемо технічний аналіз, розрахунок і підбір обладнання з урахуванням тиску, температур і типу середовищ.