플레이트형 열교환기(Plate-type heat exchangers)
이 열교환기는 엷은 플레이트로 조립된 형태로서 플레이트 표면의 형상은 평판 또는 주름(corrugation)의 형상으로 되어 있다. 일반적으로 이 열교환기는 높은 압력 또는 온도차가 큰 경우에는 적합하지 않다.
(1) 플레이트 열교환기(Plate heat exchanger)
플레이트 열교환기는 평판에 파상(wave shape)의 돌기부를 프레스로 가공하여 전열면으로서 사용한다. 이 열교환기는 종래에는 액-액용 열교환기가 대부분 이었지만, 최근에는 증발기, 응축기, 가스-가스 열교환기로서도 사용되고 있다. 또한, 종래에는 플레이트와 플레이트 사이에 개스켓(gasket)을 매개로 하여 플레이트를 중첩하여 압착시킨다. 이때 각 플레이트 사이에 유로가 형성되며, 이 유로를 플레이트 한 장 간격으로 고온과 저온액이 교대로 흐르는 구조로 되어 있다.
쉘안에 플레이트를 삽입하는 방식도 사용되고 있다.
플레이트 표면의 주요 형상
플레이트 열교환기는 열전달량의 크기에 따라 플레이트 수를 조정할 수가 있어서 상당한 열전달량에 따른 유연성과 청결성을 유지할 수 있는 특징을 가지고 있다. 플레이트 열교환기는 쉘엔튜브 열교환기에 비해 열통과율이 크고 콤팩트하지만, 압력 손실이 쉘엔튜브식에 비해 크고, 사용 압력 및 온도에 한계성을 가지고 있다.
(2) 나선형 플레이트 열교환기(Spiral plate heat exchangers)
이 열교환기의 열전달 계수는 플레이트 열교환기에 비해 높지 않지만, 쉘엔튜브 열교환기에 비해서는 높다. 따라서, 동일 부하시 쉘엔튜브 열교환기에 비해 전열 면적을 약 20％ 줄일 수가 있다. 나선형 대향류 유니트는 액-액, 응축 혹은 가스 냉각에 사용되며, 응축과 증발에 사용할 때는 유니트는 수직으로 설치한다. 그러나, 유체속에 고밀도의 고체가 존재할 때는 수평으로 설치하여 사용한다.
(3) 라멜라 열교환기(Lamella heat exchanger)
라멜라 열교환기는 외부의 관 쉘이 내부의 열전달 요소 다발을 둘러싸고 있는 구조로 되어 있다. 내부의 열전달 요소들은 플래트(flat) 튜브이며, 이를 라멜라라고 한다. 내부 관다발의 한쪽은 고정되어 있지만, 다른 한쪽은 열팽창을 위해 고정되어 있지 않다. 유체는 라멜라 내부를 통해 흐르며, 다른 한 유체는 쉘을 가로질러 라멜라 사이로 흐르게 된다. 이와 같은 구조의 열교환기는 쉘엔튜브 열교환기의 개량형이라 할 수 있으며, 펄프나 제지 산업, 화학 공정 등에서 폐열 회수용으로 사용되고 있다.
(4) 패널 코일 열교환기(Panel coil heat exchangers)
열교환기에서 패널 코일은 내장된 코일의 냉각과 가열에 따라 히트 싱크(heat sink) 및 열원(heat source)의 역할을 하게 된다. 따라서, 다양한 작동 조건하에서 패널 코일의 형상과 크기를 시스템에 따라 조절할 수 있으며, 열전달을 위해 평판 패널 코일을 용기 속에 침전시키거나, 대기압의 상태에 설치하여 사용할 수 있다. 또한, 패널 코일 열교환기는 상대적으로 비용이 저렴하며, 초저온, 화학 섬유, 식품, 제약 그리고, 태양열 흡수기 등에 많이 이용되고 있다.
