Теплообменное устройство, предназначенное для обмена теплом между разными теплоносителями, как при непосредственном соприкосновении, так и через теплопередающую перегородку, называется теплообменником. Самым распространенным процессом в технике является передача тепловой энергии от одного носителя к другому. Например, процесс получения в котлоагрегате пара. В данном случае пар вырабатывается в результате теплового обмена между водой и продуктами сгорания топлива.

По принципу действия теплообменники бывают нескольких типов:

•  смесительные;
•  регенеративные;
•  рекуперативные.

Теплообменники, основанные на смесительном типе, производят обмен тепла между средами в результате их прямого перемешивания. Ярким примером таких теплообменников являются градирни, где охлаждение воды происходит за счет ее соприкосновения с атмосферным воздухом.

Принцип работы регенеративных теплообменников основан на поочередном воздействии рабочих сред на теплопередающую поверхность. Иными словами, теплопередающая поверхность сначала контактирует с нагретой средой, тем самым нагреваясь, а затем с холодной средой, тем самым нагревая ее и самоохлаждаясь. Примером данного типа теплообменного оборудования могут выступать воздухонагреватели в доменных печах.

Рекуперативные теплообменники основаны на обмене тепла между двумя разнотемпературными рабочими средами, разделенными друг от друга теплопроводящей стенкой. В результате обмен теплом происходит за счет лучистого теплообмена и конвекции внутри теплоносителя. Примером рекуперативных теплообменников выступают различные подогреватели, парогенераторы, аппараты для выпаривания и т.д.

В связи с тем, что регенеративные и рекуперативные теплообменники основаны на передаче тепла через теплопроводящую поверхность, они получили название поверхностных теплообменников.

Современная промышленность использует также теплоносители с внутренним источником холода или тепла. В таком оборудовании работу по передаче тепла осуществляет лишь одна рабочая среда. Примером такого оборудования могут выступать ядерные реакторы, электронагреватели и прочие конструкции.

Для расчета теплового оборудования с необходимыми характеристиками необходимо решить объединенное уравнение тепловой передачи и теплового баланса. Есть несколько способов теплового расчета. Чтобы определить требуемую поверхность теплообмена, необходимо провести проектный расчет. Данный расчет проводится при конструировании нового теплообменного оборудования. Проверочный расчет позволяет узнать эффективность работы оборудования при известной поверхности теплообменника, т.е. найти количество переданной тепловой энергии и конечную температуру теплоносителей.

Достаточно широкое применение теплообменное оборудование нашло в теплоэнергетике. Они применяются в качестве воздухоподогревателей, конденсаторов, экономайзеров, пароперегревателей и т.д.

Теплообменное оборудование, например, такое, как пластинчатый теплообменник Alfa Laval M10 необходимо не только для горячего водоснабжения и работы систем отопления, оно может использоваться в системах вентиляции, для охлаждения и в различных технологических системах.

Теплообменники используются для разнообразных сред (вода, щелочь, водяной пар, кислота, пиво, масло, спирт, вино, соки, фреон, аммиак и прочих). В системах теплообмена (замкнутых и открытых) используется специально подготовленная и очищенная вода.