Levylämmönvaihtimet syntyivät 1920 -luvulla ja niitä levitettiin elintarviketeollisuudessa. Levyputkesta valmistettu lämmönvaihdin on rakenteeltaan kompakti ja sillä on hyvä lämmönsiirtovaikutus, joten se on vähitellen kehittynyt eri muodoiksi. 1930 -luvun alkupuolella Ruotsi teki ensimmäisen spiraalilevyn lämmönvaihtimen. Sitten Yhdistynyt kuningaskunta käytti juotamista valmistaakseen kuparista valmistetun levyn evälämmönvaihtimen ja sen seostimateriaalit lentokoneiden moottorien lämmön häviämiseen. 1930 -luvun lopulla Ruotsi tuotti ensimmäisen levyn ja kuoren lämmönvaihtimen käytettäväksi massamyllyissä. Tänä aikana erittäin syövyttävien väliaineiden lämmönsiirtoongelman ratkaisemiseksi ihmiset alkoivat kiinnittää huomiota uusista materiaaleista valmistettuihin lämmönvaihtimiin.
Noin 1960-luvulla avaruustekniikan nopean kehityksen ja huippuluokan tieteen vuoksi tarvitaan kiireellistä tarvetta erilaisille tehokkaille ja kompakteille lämmönvaihtimille. Lisäksi leimaus-, juottamis- ja tiivistekniikan kehittäminen paransi edelleen lämmönvaihtimien valmistusprosessia, mikä edistää kompaktilevyn lämmönvaihtimien voimakasta kehitystä ja laajaa levinnyttä. Lisäksi 1960 -luvulta lähtien tyypillisiä kuoren ja putken lämmönvaihtimia on kehitetty edelleen vastaamaan lämmönsiirtoa ja energiansäästöä korkean lämpötilan ja paine -olosuhteissa. -1970 keskiarvo lämmönsiirron parantamiseksi lämpöputken lämmönvaihtimet luotiin lämpöputkien tutkimuksen ja kehittämisen perusteella.
Lämmönvaihtimet voidaan luokitella kolmeen tyyppiin niiden lämmönsiirtomenetelmien perusteella: hybridi, lämmön varastointi ja osiotyyppi.
Hybridi -lämmönvaihdin on lämmönvaihdin, joka vaihtaa lämpöä lämmön läpi suoran kosketuksen ja kylmien ja kuumien nesteiden sekoittamisen kautta, joka tunnetaan myös nimellä kosketuslämmönvaihdin. Tämän tyyppinen lämmönvaihdin, joka on oikea -aikainen erotus lämmönvaihdon jälkeen kahden nesteen välillä, soveltuu lämmönvaihtoon kaasun ja nesteen nesteiden välillä. Esimerkiksi kemiallisissa kasveissa ja voimalaitoksissa käytetyissä jäähdytystorneissa kuumaa vettä ruiskutetaan ylhäältä alas, kun taas kylmä ilma imee alhaalta. Vesikalvan pinnalla tai pisaroiden pisaroissa ja vesipisaroilla, kuuma vesi ja kylmä ilma joutuvat kosketuksiin keskenään lämmönvaihtoa varten. Kuuma vesi jäähdytetään ja kylmä ilma lämmitetään, ja sitten oikea -aikainen erotus saavutetaan kahden nesteen välillä tiheyserolla.
Regeneratiivinen lämmönvaihdin on lämmönvaihdin, joka käyttää vuorotellen kylmän ja kuumien nesteiden virtausta lämmön varastointikehden (pakkaus) pinnan läpi lämmönvaihtokammion, kuten lämmön varastointikammion koksin uunin alapuolella esilämmittämiseksi. Tämän tyyppistä lämmönvaihdin käytetään pääasiassa korkean lämpötilan pakokaasun lämmön talteenottamiseen ja hyödyntämiseen. Samanlaisia jäähdytyskapasiteettia varten suunniteltuja laitteita kutsutaan kylmävarastolaitteeksi, jota käytetään yleisesti ilmanerotusyksiköissä.
Seinätyyppinen lämmönvaihdin on eräänlainen lämmönvaihdin, jossa kylmät ja kuumat nesteet erotetaan kiinteillä seinämillä ja lämpö vaihdetaan seinien läpi. Siksi sitä kutsutaan myös pinnan lämmönvaihtimeksi, ja tämän tyyppistä lämmönvaihdin käytetään laajasti.
Seinän väliset lämmönvaihtimet voidaan luokitella putkityyppiin, levytyyppiin ja muihin tyyppeihin lämmönsiirtopinnan rakenteen perusteella. Putken lämmönvaihtimet käyttävät putkien pintaa lämmönsiirtopintana, mukaan lukien käärmeen lämmönvaihtimet, takkitut lämmönvaihtimet sekä kuoren ja putken lämmönvaihtimet; Levyn pinnan lämmönvaihtimet käyttävät levyn pintaa lämmönsiirtopintana, mukaan lukien levyn lämmönvaihtimet, spiraalilevyn lämmönvaihtimet, levyn evälämmönvaihtimet, levynkuoren lämmönvaihtimet ja sateenvarjolevyn lämmönvaihtimet; Muun tyyppiset lämmönvaihtimet on suunniteltu täyttämään tiettyjä erityisvaatimuksia, kuten raapittuja pintalämpövaihtimia, kiertolevyn lämmönvaihtimia ja ilmanjäähdyttimiä.
Lämmönvaihtimessa olevan nesteen suhteellinen virtaussuunta sisältää yleensä kaksi tyyppiä: CO -virran ja laskurivirta. Alavirtaan virtaaessa lämpötilaero kahden nesteen välillä sisääntulossa on suurin ja vähenee vähitellen lämmönsiirtopintaa pitkin, saavuttaen vähimmäislämpötilaeron poistoaukossa. Kun virtaa päinvastaisesti, lämpötilaeron jakautuminen kahden nesteen välillä lämmönsiirtopintaa pitkin on suhteellisen tasainen. Kylmien ja kuumien nesteiden vakiotulo- ja poistolämpötilojen tilassa, kun molemmissa nesteissä ei ole vaihemuutosta, ylä- ja alavirran keskimääräinen lämpötilaero on suurin ja minimi.
Samoissa lämmönsiirto -olosuhteissa vastavirtaus voi lisätä keskilämpötilaeroa ja vähentää lämmönvaihtimen lämmönsiirtoaluetta; Jos lämmönsiirtoalue pysyy muuttumattomana, vastavirran käyttäminen voi vähentää lämmityksen tai jäähdytysnesteen kulutusta. Ensimmäinen voi säästää laitteiden kustannuksia, kun taas jälkimmäinen voi säästää käyttökustannuksia, joten nykyinen lämmönvaihto on hyväksyttävä niin paljon kuin mahdollista suunnittelussa tai tuotannon käytössä.
Kun joko kylmässä ja kuumassa nesteessä tapahtuu vaihemuutos (kiehuminen tai kondensaatio), itse nesteen lämpötila pysyy muuttumattomana piilevän höyrystymisen vapautumisen tai imeytymisen vuoksi vaihemuutoksen aikana. Siksi nesteen tulo- ja poistolämpötilat ovat yhtä suuret, ja kahden nesteen välinen lämpötilaero on riippumaton nesteen virtaussuunnasta. Kahden ulkovirtauksen, nimittäin eteenpäinvirtauksen ja käänteisen virtauksen lisäksi, on myös ohjeita, kuten ristivirta ja taipuma.
Lämmönsiirtokertoimen parantamiseksi on tärkeä ongelma lämmönsiirron aikana lämmönsiirtokertoimen parantamiseksi lämmönsiirron aikana lämmönsiirron lämmönkestävyyden vähentäminen. Lämpövastus tulee pääasiassa ohuesta nestekerroksesta (jota kutsutaan rajakerrokseksi), joka on kiinnitetty lämmönsiirtopinnalle osion seinämän molemmilla puolilla, ja seinän molemmille puolille muodostettu likakerros lämmönvaihtimen käytön aikana. Metalliseinämän lämpövastus on suhteellisen pieni.
Nesteen virtausnopeuden ja häiriöiden lisääminen voi ohentaa rajakerroksen, vähentää lämpövastusta ja parantaa lämmönsiirtokerrointa. Nesteen virtausnopeuden lisääminen lisää energiankulutusta, joten lämpövastuksen vähentämisen ja energiankulutuksen vähentämisen välillä tulisi kuitenkin tehdä kohtuullinen koordinaatio. Lian lämpövastuksen vähentämiseksi voidaan pyrkiä hidastamaan lian muodostumista ja lämmönsiirtopinnan säännöllisesti puhdistamiseksi.
Yleensä lämmönvaihtimet on valmistettu metallimateriaaleista, joista hiiliteräksistä ja pieneseosteräksistä käytetään enimmäkseen keskikokoisten ja matalapaineisten lämmönvaihtimien valmistukseen; Sen lisäksi, että sitä käytetään pääasiassa erilaisiin korroosionkestävyysolosuhteisiin, austeniittista ruostumatonta terästä voidaan käyttää myös materiaalinkestävänä korkeat ja matalat lämpötilat; Kuparia, alumiinia ja niiden seoksia käytetään yleisesti matalan lämpötilan lämmönvaihtimien valmistuksessa; Nikkeli -seoksia käytetään korkean lämpötilan olosuhteissa; Tiivisteiden osien valmistuksen lisäksi joitain ei-metallisia materiaaleja on käytetty korroosiokeskeisten lämmönvaihtimien, kuten grafiittilämmönvaihtimien, fluoroplastisten lämmönvaihtimien ja lasilämmönvaihtimien valmistukseen.