Razmerje med spiralnim ploščnim toplotnim izmenjevalnikom in sistemom toplotne energije

Med postopkom hlajenja je treba ne le zamenjati visokotemperaturno olje za prenos toplote v vroči opremi s hladilnim rezervoarjem, temveč tudi čim hitreje ohladiti vročo opremo. Postopek lahko opišemo takole: olje za prenos toplote v hladilnem rezervoarju je oljni filter v obliki črke Y, prisilni zaprti cikel hlajenja tekoče faze pa poteka od črpalke za hladilno sredstvo do ločevalnika olja in plina v toplotnem izmenjevalniku "lipidacijski kotel" in nato do hladilnega rezervoarja. Ključna oprema v tem procesu je toplotni izmenjevalnik.

Glede na procesne zahteve ima spiralni ploščni toplotni izmenjevalnik visoke učinkovitosti prenosa toplote, velike površine prenosa toplote, majhne temperaturne razlike, natančnega nadzora izhodne temperature in nizkega tveganja za onesnaženje in blokado. Pogosto uporabljeni cevni toplotni izmenjevalnik ima nizek izkoristek prenosa toplote, veliko prostornino in znatno temperaturno razliko. Pri uporabi v sistemih toplotne energije z organskimi nosilci toplote mora biti ohišje opremljeno z razteznimi spoji, kar poveča porabo kovine; v primerjavi s cevnimi toplotnimi izmenjevalniki imajo spiralni ploščni toplotni izmenjevalniki svoje prednosti, ki natančno izpolnjujejo procesne zahteve sistemov toplotne energije z organskimi nosilci toplote.

Spiralni ploščni toplotni izmenjevalec je izdelan z valjanjem dveh vzporednih tankih jeklenih plošč na spiralni ploščni postelji, pri čemer se med obema jeklenima ploščama tvorita dva vzporedna pravokotna spiralna pretočna kanala za pretok tekočine. Tanka jeklena plošča je površina za prenos toplote, notranja konca obeh spiralno oblikovanih tankih jeklenih plošč pa sta privarjena na osrednjo pregrado, ki ločuje pretočni kanal. Končni pokrovi pokrivajo sistem pretočnih kanalov na obeh straneh. Za ohranjanje medsebojne razdalje med dvema spiralnima ploščama in izboljšanje tlačne nosilnosti spiralnih plošč se uporabijo distančni stebri.

Pri procesu hlajenja organskih toplotnih nosilcev je temperaturna razlika med vročo in hladno tekočino velika, temperatura vroče tekočine pa lahko doseže približno 200 °C. Hladna tekočina, in sicer voda v obtoku, ima sobno temperaturo, kar povzroča znatno temperaturno razliko v napetosti v cevnem toplotnem izmenjevalniku. Značilnost spiralnega ploščnega toplotnega izmenjevalnika je, da omogoča raztezanje.

Zaradi dveh daljših spiralnih kanalov se lahko spiralno telo pri segrevanju ali ohlajanju razteza ali krči kot glavna vzmet v uri. Spiralno telo je na eni strani obdano z vročo tekočino, na drugi pa s hladno tekočino, zunanji obroč pa je v stiku z atmosfero. Temperaturna razlika med spiralnima telesoma ni tako očitna kot temperaturna razlika med cevjo in lupino v cevnem toplotnem izmenjevalniku, zato ne bo večje temperaturne razlike v napetosti. Značilnost je prilagajanje organskim toplotnim nosilnim sistemom; kompaktna struktura, velika površina izmenjave toplote, enostavna izdelava in nizka investicija. Ni lahko zamašena z umazanijo.

V spiralnem ploščnem toplotnem izmenjevalniku se zaradi enokanalne poti pretoka medija in višjega dovoljenega pretoka v primerjavi z drugimi vrstami toplotnih izmenjevalnikov umazanija ne odlaga zlahka. Če se umazanija odloži na določenem delu kanala, se bo prečni prerez kanala zmanjšal, lokalni pretok pa se bo povečal, kar bo imelo učinek izpiranja na območje umazanije. Zato je stopnja odlaganja umazanije le 10 % stopnje cevnega toplotnega izmenjevalnika in ga je enostavno čistiti. To ne le koristi normalnemu delovanju sistema organskega toplotnega nosilca, ampak tudi ne vpliva na učinek prenosa toplote; omogoča natančno regulacijo izhodne temperature.