Кожухотрубный или пластинчатый теплообменник: сравнение, плюсы-минусы, когда что выбрать

КТО состоит из цилиндрического кожуха и трубного пучка — горячий теплоноситель движется по трубкам, холодный — в межтрубном пространстве. ПТО собирается из гофрированных пластин AISI 316, между которыми чередуются горячий и холодный потоки. Ключевое отличие — ПТО в 5–10 раз компактнее при сравнимой мощности за счёт K=3000–7000 Вт/(м²·К) против K=800–2500 у КТО. При этом КТО работает при давлении до 150 бар и температуре до 500 °C, что недостижимо для ПТО.

ПТО не применяют при давлении выше 25 бар, температуре выше 200 °C, при работе с агрессивными средами (кислоты, щёлочи, органические растворители), вязкими жидкостями (масла с вязкостью >200 сСт), а также при высоком содержании взвесей (>50 мг/л) — они забивают узкие каналы 2–3 мм. Для таких условий применяют КТО. Паяный ПТО дополнительно ограничен несовместимостью меди с аммиаком и хлором.

Для ГВС, отопления и вентиляции стандартным решением является пластинчатый теплообменник. Он обеспечивает приближение температур 1–2 °C (КТО — 5–10 °C), компактнее в 5–10 раз, стоит на 30–50% дешевле и удобен в обслуживании. В ИТП применяют разборные ПТО серий Alfa Laval, GEA, Tranter. Паяные ПТО — для малых объектов до 200 кВт. Подробнее о подборе — теплообменник для ИТП →

Да, если условия эксплуатации позволяют: давление <25 бар, температура <200 °C, чистая рабочая среда. Замена КТО на ПТО снижает габариты в 5–10 раз и стоимость обслуживания на 30–40%. Перед заменой необходимо выполнить тепловой расчёт, проверить параметры трубопроводов и обеспечить водоподготовку. Наши инженеры выполняют расчёт замены за 1–2 рабочих дня.

Тепловой расчёт теплообменника включает определение теплового потока Q (кВт) по расходам и температурам, расчёт LMTD (логарифмического среднего температурного напора) и выбор площади теплообмена F по коэффициенту K. Формула: F = Q / (K × LMTD). Для КТО K=800–2500, для ПТО K=3000–7000 Вт/(м²·К). Методика подробно описана в материале Расчёт теплообменника: LMTD →. Для промышленных объектов расчёт выполняет производитель по программам Alfa Laval ALFQ или GEA EDR.

Кожухотрубные теплообменники в России производятся и проектируются по ГОСТ 31842 (теплообменники общего назначения) и ГОСТ Р 52630 (для сосудов под давлением). Охладители масла относятся к ГОСТ 15120, испарители — к ГОСТ 15119, конденсаторы — к ГОСТ 15121. Пластинчатые теплообменники регулируются отдельным стандартом ГОСТ 15518 — его нельзя применять к КТО. Для нефтехимической отрасли дополнительно применяют стандарты TEMA (BEM, AES, NEN и др.).