Значительное увеличение этого показателя (до 1400 и выше) достигается использованием в качестве элемента, теплообмена плоских или профильных листов. К аппаратам такого типа относятся спиральные и пластинчатые теплообменники. Благодаря большой поверхности теплообмена последние обеспечивают более мягкий и равномерный обогрев даже при малой разности температур, что особенно важно при работе с термонеустойчивыми продуктами.
В спиральных теплообменниках поверхность теплообмена образуется спирально свернутыми стальными лентами (рис.7). Движение теплоносителей происходит по двум спиральным каналам прямоугольного сечения шириной 8 или 12 мм и высотой от 0,2 до 1,5 м. Направление потоков может быть как прямоточным, так и противоточным.
Достоинством спиральных теплообменников является их компактность, высокие скорости и, как следствие, более высокие тепловые характеристики. Из-за низкого гидравлического сопротивления и отсутствия застойных зон спиральные теплообменники, главным образом, используют для нагревания или охлаждения шлемов, высоковязких жидкостей, а также жидкостей с взвешенными или твердыми примесями. В вертикальном положении их можно использовать в качестве конденсаторов или испарителей, однако при этом стоимость и эксплуатационные расходы спиральных теплообменников выше, чем у других теплообменников, поэтому они применяются редко.
Спиральные теплообменники общего назначения с поверхностью теплообмена от 10 до 100 м2 , рассчитанные на давление до 1 МПа и температуру от -20 до +300°С, выпускаются следующих видов: СТО-одинарные, СТС-секционные, СТБ-блочные.
Наиболее высокие технико-экономические показатели имеют пластинчатые теплообменники. Они представляют собой (рис.8) пакет стянутых между двумя плитами гофрированных вертикальных пластин, разделенных между собой эластичными фигурными прокладками, образующими волнообразные каналы для движения теплоносителей. Прокладки располагаются таким образом, чтобы поочередно поправить теплоносители в каналы между пластинами одним или несколькими параллельными потоками. В зависимости от того, как распределяются потоки по каналам, аппарат может работать при параллельном, последовательном или последовательно-параллельном распределении потоков. Движение теплоносителей в аппарате при этом может происходить в целом по противоточной, прямоточной или смешанной схемам.
Пластины штампуют из листов толщиной 0,8-1,2 мм с площадью теплообмена 0,8 или 0,5 м2. Наличие гофров на них помимо жесткости конструкции обеспечивает значительную турбулизацию протоков и, следовательно, повышение коэффициентов теплопередачи и компактности размещения поверхности теплообмена. Кроме того, пластинчатые теплообменники отличаются простотой изготовления, малым гидравлическим сопротивлением, удобством монтажа и очистки от загрязнений. Как и спиральные теплообменники, их целесообразно использовать в качестве подогревателей, холодильников или рекуператоров для чистых или загрязненных жидкостей с низкой вязкостью, когда процесс теплообмена не связан с изменением агрегатного состояния теплоносителей.
Рис.8. Пластинчатый теплообменник: 1 - гофрированные пластины; 2 - плита; 3 - стяжка; 4 - прокладки. Распределение потоков: а - параллельное; б - последовательное; в - последовательно-параллельное
Стандартные пластинчатые разборные теплообменники типа ТПР выпускаются четырех видов: 1 - на консольной раме; 2 - на двухопорной раме; 3 - на трехопорной раме; 4 - на двухопорной раме с промежуточной плитой (с площадью теплообмена от 3 до 320 м2 рассчитанные на давление до I,6 МПа и температуру от -30 до +180°С).