Основные перспективные направления модификации пластинчатых теплообменников
DOI:
https://doi.org/10.34031/ES.2025.4.11Ключевые слова:
пластинчатый, теплообмен, ПТА, конвекция, тип конструкции, термография, поверхность теплообмена, термограмма, схема, конвективное пространствоАннотация
В статье указываются основные недостатки разборных пластинчатых теплообменников. Формулируется проблема неравномерности распределения степени эффективности процесса теплообмена внутри каждого отдельного конвективного пространства между пластинами. Приводятся и сравниваются актуальные результаты термографических исследований, выполненных для различных паянных и сварных аппаратов, с разных ракурсов и при различных условиях протекания процесса теплообмена. Объясняется малая результативность термографических исследований разборных пластинчатых теплообменнков, приводятся доводы в пользу оценки процессов, протекающих в разборных аппаратах при учёте ряда отличий, обусловленных конструктивными особенностями. Отмечается наличие зон нулевой конвекции, образуемых полимерными прокладками. Выявляется аналогия между подающими каналами ПТА и раздающим коллектором, обозначается проблема неравномерности распределения потока жидкости. Отмечается низкая результативность профилирования гофрированных пластин с целью равномерного распределения теплоносителя в объёме конвективного пространства. Указываются направления для модификации уже существующих и разработки новых типов конструкций пластинчатых аппаратов, предлагаются и обосновываются возможные решения для некоторых из обозначенных проблем.
Библиографические ссылки
[ГОСТ Р 7.0.5-2008]
1. Семикашев В.В. Потребление тепловой энергии населением России // Проблемы прогнозирования. – 2010. – № 4(121). – С. 73-86.
EDN: NTTFRB (https://elibrary.ru/nttfrb).
Переводная версия:
Semikashev V.V. Heat comfort of the population of Russia // Studies on Russian Economic Development. – 2010. – Vol. 21, No 4. – P. 393-402.
EDN: YATAJV (https://elibrary.ru/yatajv).
2. Чжан Ю. Потребление тепловой энергии в Российской Федерации на примере жилых зданий // Экономика и социум. – 2023. – № 11-2(114). – С. 1010-1016.
EDN: NNUDHC (https://elibrary.ru/nnudhc).
3. Гашо Е.Г., Киселева А.И., Темеров А.В. Практика внедрения гибридных систем теплоэнергоснабжения в России// Энергетические системы. – 2020. – № 1. – С. 13-18.
EDN: EULLTE (https://elibrary.ru/eullte).
4. Столяренко В.И., Жерносек С.В., Ольшанский В.И., Марущак А.С., Мовсесян В.Ю. Исследование эффективности пластинчатого теплообменника / // Материалы и технологии. – 2020. – № 1(5). – С. 33-38.
EDN: DPUCLA (https://elibrary.ru/dpucla).
DOI: https://doi.org/10.24412/2617-149X-2020-1-33-38.
5. Беседин П.В., Трубаев П.А., Нусс М.В., Киреев Ю.Н., Мануйлов Е.В., Смирнов В.В., Червоткин С.В. Расчет потерь тепла через корпус цементных вращающихся печей // Цемент и его применение. – 2001. – № 2. – С. 13-17.
6. Berce J., Matevž M., Može M., Golobič I. Infrared thermography observations of crystallization fouling in a plate heat exchanger // Applied Thermal Engineering. – 2023. – Vol. 224. – P. 120116.
EDN: KDBLHZ (https://elibrary.ru/kdblhz).
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120116.
7. Bobič M., Gjerek B., Golobič I., Bajsić I. Dynamic behaviour of a plate heat exchanger: Influence of temperature disturbances and flow configurations // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2020. – Vol. 163. – P. 120439.
EDN: TETRKF (https://elibrary.ru/tetrkf).
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer. 2020.120439.
8. Пластинчатые теплообменники Sondex [Сайт]: HeatTeplo (ООО «Распик»), 2025. URL: https://heatteplo.ru/teploobmenniki-sondex (дата обращения: 01.12.2025).
9. Хвостов А.С. Исследование гидродинамики потока жидкости в раздающем коллекторе Вопросы науки и образования. – 2020. – № 18(102). – С. 9-20.
EDN: DCYNYD (https://elibrary.ru/dcynyd).
10. Zhang R., Chen J., Niu R. Experimental Research about Thermal Capacity Difference between Domestic and Foreign Plate Heat Exchangers // MATEC Web of Conferences. – 2016. – Vol. 40. – P. 05007.
DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/20164005007.
11. Li R., Hrnjak P. Quantification of two-phase refrigerant distribution in brazed plate heat exchangers using infrared thermography // International Journal of Refrigeration. – 2021. – Vol. 131. – P. 348-358.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2021.05.022.
12. Arsenyeva O., Tovazhnyanskyy L., Kapustenko P., Klemeš J.Ja., Varbanov P.S. Review of Developments in Plate Heat Exchanger Heat Transfer Enhancement for Single-Phase Applications in Process Industries // Energies. – 2023. – Vol. 16(13). – С. 4976.
EDN: UNEFDK (https://elibrary.ru/unefdk).
DOI: https://doi.org/10.3390/en16134976.
13. Губарев А.В., Бычихин С.А. Анализ способов интенсификации конвективного теплообмена в теплообменных аппаратах с трубчатыми теплообменными поверхностями // Энергетические системы. – 2016. – № 1. – С. 325-327.
EDN: JWNMNC (https://elibrary.ru/jwnmnc).
14. Taufiq, A., & Dhakar, P. S. A review study thermal behaviour of plate heat exchanger with various modifications in design // Journal of Emerging Technologies and Innovative Research. – 2020. – Vol. 7, Is. 9. – P. 600-604.
DOI: https://doi.org/10.13140/RG.2.2.19863.39845.
15. Bougeard D. Infrared thermography investigation of local heat transfer in a plate fin and two-tube rows assembly // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2007. – Vol. 28, Is. 5. – P. 988 1002.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2007.01.008.
[References, APA (7th ed.)]
1. Semikashev, V. V. (2010). Heat comfort of the population of Russia. Studies on Russian Economic Development, 21(4), 393-402. EDN: YATAJV. [In Russian]
2. Zhang Yu. (2023). Thermal energy consumption in the Russian Federation by the example of residential buildings. E`konomika i socium, 11-2(114), 1010-1016. [In Russian]
3. Gasho, E. G., Kiseleva, A. I., & Temerov, A. V. (2020). Russian experience of heat-and energy supply hybrid systems implementation. Energy systems, 1, 13-18. [In Russian]
4. Stolyarenko, V., Zhernosek, S., Olshansky, V., Marushchak, A., & Movsesyan, V. (2020). Development of research methods for performance properties of composite layered materials. Materials and technologies, 1(5), 33-38. https://doi.org/10.24412/2617-149X-2020-1-33-38 [In Russian]
5. Besedin, P. V., Trubaev, P. A., Nuss, M. V., Kireev, Iu. N., Manuilov, E. V., Smirnov, V. V., & Chervotkin, S.V. (2001). Raschet poter` tepla cherez korpus cementny`x vrashhayushhixsya pechej [Calculation of heat wastes through a housing of cement rotated furnaces]. Cement i ego primenenie, 2, 13-17. [In Russian]
6. Berce, J., Matevž, M., Može, M., & Golobič, I. (2023). Infrared thermography observations of crystallization fouling in a plate heat exchanger. Applied Thermal Engineering, 224, 120116. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120116.
7. Bobič, M., Gjerek, B., Golobič, I., & Bajsić, I. (2020). Dynamic behaviour of a plate heat exchanger: Influence of temperature disturbances and flow configurations. International Journal of Heat and Mass Transfer, 163, 120439. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120439.
8. Raspik Ltd. (n.d.) Plastinchaty`e teploobmenniki Sondex [Sondex plate heat exchangers]: HeatTeplo. Retriewed 1 December, 2025 from https://heatteplo.ru/teploobmenniki-sondex.
9. Khvostov, A. S. (2020). Issledovanie gidrodinamiki potoka zhidkosti v razdayushhem kollektore [Investigation of fluid flow hydrodynamics in a dispensing manifold]. Voprosy` nauki i obrazovaniya, 18(102), 9-20. [In Russian]
10. Zhang, R., Chen, J., & Niu, R. (2016). Experimental Research about Thermal Capacity Difference between Domestic and Foreign Plate Heat Exchangers. MATEC Web of Conferences, 40, 05007. https://doi.org/10.1051/matecconf/20164005007.
11. Li, R., & Hrnjak, P. (2021). Quantification of two-phase refrigerant distribution in brazed plate heat exchangers using infrared thermography. International Journal of Refrigeration, 131, 348-358. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2021.05.022.
12. Arsenyeva, O., Tovazhnyanskyy, L., Kapustenko, P., Klemeš, J. Ja., & Varbanov, P. S. (2023). Review of Developments in Plate Heat Exchanger Heat Transfer Enhancement for Single-Phase Applications in Process Industries. Energies, 16(13), 4976. https://doi.org/10.3390/en16134976.
13. Gubarev, A. V., & Bychikhin, S. A. (2016). Analiz sposobov intensifikacii konvektivnogo teploobmena v teploobmenny`x apparatax s trubchaty`mi teploobmenny`mi poverxnostyami [Analysis of methods for intensifying convective heat transfer in heat exchangers with tubular heat exchange surfaces. Energy systems, 1, 325-327. [In Russian]
14. Taufiq, A., & Dhakar, P. S. (2020). A review study thermal behaviour of plate heat exchanger with various modifications in design. Journal of Emerging Technologies and Innovative Research, 7(9), 600-604. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.19863.39845.
15. Bougeard, D. (2007). Infrared thermography investigation of local heat transfer in a plate fin and two-tube rows assembly. International Journal of Heat and Fluid Flow, 28(5), 988-1002. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2007.01.008
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
URN
Лицензия
Copyright (c) 2025 Барашков Илья Артемович
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
