Penukar panas pelat muncul pada tahun 1920 -an dan diterapkan di industri makanan. Penukar panas yang terbuat dari tabung pelat kompak dalam struktur dan memiliki efek perpindahan panas yang baik, sehingga secara bertahap telah berkembang menjadi berbagai bentuk. Pada awal 1930 -an, Swedia melakukan penukar panas pelat spiral pertamanya. Kemudian, Inggris menggunakan pemarah untuk memproduksi penukar panas sirip piring yang terbuat dari tembaga dan bahan paduannya untuk disipasi panas mesin pesawat. Pada akhir 1930 -an, Swedia menghasilkan penukar panas pelat dan cangkang pertama untuk digunakan di pabrik pulp. Selama periode ini, untuk menyelesaikan masalah perpindahan panas dari media yang sangat korosif, orang -orang mulai memperhatikan penukar panas yang terbuat dari bahan baru.
Sekitar tahun 1960-an, karena perkembangan teknologi ruang angkasa yang cepat dan sains mutakhir, ada kebutuhan mendesak untuk berbagai penukar panas yang efisien dan kompak. Selain itu, pengembangan teknologi stamping, brazing, dan penyegelan semakin meningkatkan proses pembuatan penukar panas, sehingga mempromosikan pengembangan yang kuat dan aplikasi penukar panas pelat kompak. Selain itu, sejak tahun 1960 -an, penukar panas cangkang dan tabung khas telah dikembangkan lebih lanjut untuk memenuhi kebutuhan perpindahan panas dan konservasi energi di bawah kondisi suhu dan tekanan tinggi. Di tengah -1970 S, untuk meningkatkan perpindahan panas, penukar panas pipa panas dibuat berdasarkan meneliti dan mengembangkan pipa panas.
Penukar panas dapat diklasifikasikan ke dalam tiga jenis berdasarkan metode perpindahan panasnya: hibrida, penyimpanan panas, dan jenis partisi.
Penukar panas hibrida adalah penukar panas yang menukar panas melalui kontak langsung dan pencampuran cairan dingin dan panas, juga dikenal sebagai penukar panas kontak. Karena kebutuhan akan pemisahan tepat waktu setelah pertukaran panas antara dua cairan, jenis penukar panas ini cocok untuk pertukaran panas antara gas dan cairan cairan. Misalnya, di menara pendingin yang digunakan dalam pembangkit kimia dan pembangkit listrik, air panas disemprotkan dari atas ke bawah, sementara udara dingin tersedot dari bawah ke atas. Di permukaan film air atau tetesan dan tetesan air dari bahan pengisian, air panas dan udara dingin bersentuhan satu sama lain untuk pertukaran panas. Air panas didinginkan dan udara dingin dipanaskan, dan kemudian pemisahan tepat waktu dicapai oleh perbedaan kepadatan antara kedua cairan itu sendiri.
Penukar panas regeneratif adalah penukar panas yang menggunakan aliran bolak -balik cairan dingin dan panas melalui permukaan bodi penyimpanan panas (pengemasan) di ruang penyimpanan panas untuk menukar panas, seperti ruang penyimpanan panas di bawah oven kokas dengan udara pemanasan sebelumnya. Jenis penukar panas ini terutama digunakan untuk memulihkan dan memanfaatkan panas gas buang suhu tinggi. Peralatan serupa yang dirancang untuk tujuan memulihkan kapasitas pendinginan disebut perangkat penyimpanan dingin, yang biasanya digunakan dalam unit pemisahan udara.
Penukar panas tipe dinding adalah jenis penukar panas di mana cairan dingin dan panas dipisahkan oleh dinding padat dan panas dipertukarkan melalui dinding. Oleh karena itu, juga dikenal sebagai penukar panas permukaan, dan jenis penukar panas ini banyak digunakan.
Penukar panas antar dinding dapat diklasifikasikan ke dalam jenis tabung, jenis pelat, dan jenis lain berdasarkan struktur permukaan perpindahan panas. Penukar panas tabung menggunakan permukaan tabung sebagai permukaan perpindahan panas, termasuk penukar panas serpentine, penukar panas jaket, dan penukar panas cangkang dan tabung; Penukar panas permukaan pelat menggunakan permukaan pelat sebagai permukaan perpindahan panas, termasuk penukar panas pelat, penukar panas pelat spiral, penukar panas sirip pelat, penukar panas cangkang pelat, dan penukar panas pelat payung; Jenis penukar panas lainnya dirancang untuk memenuhi persyaratan khusus tertentu, seperti penukar panas permukaan yang dikikis, penukar panas disk putar, dan pendingin udara.
Arah aliran relatif cairan dalam penukar panas umumnya mencakup dua jenis: CO Current dan Counter Current. Saat mengalir ke hilir, perbedaan suhu antara kedua cairan di saluran masuk adalah yang terbesar dan secara bertahap menurun di sepanjang permukaan perpindahan panas, mencapai perbedaan suhu minimum di outlet. Saat mengalir secara terbalik, distribusi perbedaan suhu antara kedua cairan di sepanjang permukaan perpindahan panas relatif seragam. Di bawah kondisi suhu inlet dan outlet konstan dari fluida dingin dan panas, ketika tidak ada perubahan fase pada kedua cairan, perbedaan suhu rata -rata antara hulu dan hilir adalah maksimum dan minimum.
Di bawah kondisi perpindahan panas yang sama, menggunakan counterflow dapat meningkatkan perbedaan suhu rata -rata dan mengurangi area perpindahan panas dari penukar panas; Jika area perpindahan panas tetap tidak berubah, menggunakan counterflow dapat mengurangi konsumsi pemanasan atau cairan pendingin. Yang pertama dapat menghemat biaya peralatan, sementara yang terakhir dapat menghemat biaya operasi, sehingga melawan pertukaran panas saat ini harus diadopsi sebanyak mungkin dalam desain atau penggunaan produksi.
Ketika ada perubahan fase (mendidih atau kondensasi) di salah satu atau kedua cairan dingin dan panas, suhu cairan itu sendiri tetap tidak berubah karena pelepasan atau penyerapan panas penguapan laten selama perubahan fase. Oleh karena itu, suhu inlet dan outlet dari cairan sama, dan perbedaan suhu antara kedua cairan tidak tergantung pada arah aliran fluida. Selain dua jenis aliran keluar, yaitu aliran ke depan dan aliran balik, ada juga arah seperti aliran silang dan defleksi.
Mengurangi resistansi termal dalam penukar panas antar dinding selama perpindahan panas adalah masalah penting untuk meningkatkan koefisien perpindahan panas. Resistansi termal terutama berasal dari lapisan tipis cairan (disebut lapisan batas) yang dipatuhi permukaan perpindahan panas di kedua sisi dinding partisi, dan lapisan pengotoran terbentuk di kedua sisi dinding selama penggunaan penukar panas. Resistansi termal dinding logam relatif kecil.
Meningkatkan kecepatan aliran dan gangguan fluida dapat menipis lapisan batas, mengurangi resistansi termal, dan meningkatkan koefisien perpindahan panas. Namun, peningkatan laju aliran fluida akan meningkatkan konsumsi energi, sehingga koordinasi yang wajar harus dilakukan antara mengurangi resistensi termal dan konsumsi energi selama desain. Untuk mengurangi ketahanan termal kotoran, upaya dapat dilakukan untuk memperlambat pembentukan kotoran dan secara teratur membersihkan permukaan perpindahan panas.
Secara umum, penukar panas terbuat dari bahan logam, di antaranya baja karbon dan baja paduan rendah sebagian besar digunakan untuk memproduksi penukar panas sedang dan bertekanan rendah; Selain terutama digunakan untuk kondisi resistensi korosi yang berbeda, baja tahan karat austenitik juga dapat digunakan sebagai bahan yang tahan terhadap suhu tinggi dan rendah; Tembaga, aluminium, dan paduannya umumnya digunakan dalam pembuatan penukar panas suhu rendah; Paduan nikel digunakan dalam kondisi suhu tinggi; Selain membuat bagian gasket, beberapa bahan non-logam telah digunakan untuk membuat penukar panas yang tahan korosi, seperti penukar panas grafit, penukar panas fluoroplastik, dan penukar panas kaca.