A lemezbordás hőcserélők általában terelőlemezekből, bordákból, tömítésekből és vezetőlapátokból állnak. A bordákat, a vezetőlapátokat és a tömítéseket két szomszédos terelőlap közé helyezik, hogy szendvicset, úgynevezett csatornát képezzenek. Az ilyen szendvicseket különböző folyadékáramlási minták szerint rakják egymásra, és egy egésszé forrasztják, így lemezköteget alkotnak. A lemezköteg a lemezbordás hőcserélő magja.
A lemezbordás hőcserélők jellemzői
(1) Magas hőátadási hatékonyság. Mivel a bordák zavarják a folyadékot, a határréteg folyamatosan megszakad, így nagy a hőátbocsátási tényezője. Ugyanakkor, mivel a válaszfalak és bordák nagyon vékonyak és magas hővezető képességgel rendelkeznek, a lemezbordás hőcserélő nagyon magas hatásfokot érhet el.
(2) Kompakt. Mivel a lemezbordás hőcserélő kiterjesztett másodlagos felülettel rendelkezik, fajlagos felülete elérheti az 1000㎡/m3-t.
(3) Könnyű. Ennek oka, hogy kompakt és többnyire alumíniumötvözetből készült. Most már tömeggyártásra került acél, réz, kompozit anyagok stb.
(4) Erős alkalmazkodóképesség. A lemezbordás hőcserélő használható: gáz-gáz, gáz-folyadék, folyadék-folyadék, különböző folyadékok közötti hőcserére, és fázisváltó hőcserére kollektív állapotváltozással. Az áramlási csatornák elrendezése és kombinációja révén képes alkalmazkodni a különböző hőcsere-viszonyokhoz, például ellenáramhoz, keresztáramhoz, többáramú áramláshoz és többjáratú áramláshoz. Az egységek közötti soros, párhuzamos és soros-párhuzamos kombinációk révén képes kielégíteni a nagy berendezések hőcserélési igényeit. Az iparban a költségek csökkentése érdekében szabványosítható és tömegesen gyártható, építőelem-kombinációval pedig a felcserélhetőség bővíthető.
(5) A gyártási folyamat követelményei szigorúak, és a folyamat bonyolult.
(6) Könnyen eltömődik, nem korrózióálló, és nehéz tisztítani és javítani. Ezért csak olyan esetekben használható, ahol a hőcserélő közeg tiszta, nem korrozív, nem könnyen lerakódó, nem könnyen rakódik le, és nem könnyű eltömődni.
A hőátadó mechanizmus szempontjából a lemezbordás hőcserélő továbbra is az elválasztó hőcserélőhöz tartozik. Fő jellemzője, hogy kiterjesztett másodlagos hőátadó felülettel (fin) rendelkezik, így a hőátadási folyamat nem csak az elsődleges hőátadó felületen (válaszfalon), hanem a másodlagos hőátadó felületen is végbemegy. Amellett, hogy a magas hőmérsékletű oldalközeg hőjét az elsődleges felületről az alacsony hőmérsékletű oldalközegbe öntik, a hő egy része a bordafelület magassági iránya, azaz a szárny magassági iránya mentén is átadódik. a borda, a válaszfal hőt önt, majd a hőt konvekcióval adják át az alacsony hőmérsékletű oldalközegnek. Mivel a borda magassága nagymértékben meghaladja a borda vastagságát, a hővezetési folyamat a borda magasságának irányában hasonló egy homogén, karcsú vezetőrúd hővezetéséhez. Ekkor a borda hőellenállását nem lehet figyelmen kívül hagyni. A legmagasabb hőmérséklet a borda mindkét végén megegyezik a válaszfal hőmérsékletével. Ahogy a borda és a közeg hőt bocsátanak ki konvekcióval, a hőmérséklet tovább csökken, amíg a borda középső területén el nem éri a közeg hőmérsékletét.
Lemezbordás hőcserélők alkalmazása
A lemezbordás hőcserélőket kiváló teljesítményüknek és kiforrott technológiájuknak köszönhetően egyre szélesebb körben alkalmazzák a különböző ipari szektorokban.
1. Levegőleválasztó berendezés: A lemezbordás hőcserélők használata a fő hőcserélőben, az alhűtőben, a kondenzátor elpárologtatóban és a levegőleválasztó berendezések egyéb alacsony hőmérsékletű hőcserélőiben megtakaríthatja a berendezések beruházási és telepítési költségeit, és csökkentheti az egység energiafogyasztását.
2. Petrolkémiai: A lemezbordás hőcserélők előnyei a nagy feldolgozási kapacitás, a jó elválasztási hatás és az alacsony energiafogyasztás. Olyan eljárásokban használták őket, mint az etilén mély hideg elválasztása, a szintetikus ammónia-nitrogén mosás, a földgáz, az olajmezők gázleválasztása és cseppfolyósítása.
3. Mérnöki gépek: Több mint 20 évnyi kutatás és gyakorlat után a világ országaiban sorozatban gyártottak és használtak lemezbordás hőcserélőket autókon, mozdonyradiátorokon, kotrógép olajhűtőin, hűtőradiátorokon és nagy teljesítményű transzformátorradiátorokon.
4. Szupravezetés és űrtechnológia: Az alacsony hőmérsékletű szupravezetés és az űrtechnológia fejlődése új módot teremtett a lemezbordás hőcserélők alkalmazására. Lemezbordás hőcserélőket használtak mind az amerikai Apollo, mind a kínai Sencsou űrszondán.
