1. Distribution de fluide et guidage Les échangeurs de chaleur à plaques présentent des conceptions uniques à plaques ondulées (telles que des formes à chevrons ou des formes droites horizontales). Ces ondulations augmentent non seulement la rigidité des plaques, mais créent également des turbulences en modifiant la direction de l'écoulement du fluide. Lorsque des fluides chauds et froids pénètrent dans l'échangeur de chaleur par leurs entrées respectives, ils sont répartis uniformément dans les canaux d'écoulement entre les plaques à travers les chambres de distribution situées à l'intérieur des capuchons d'extrémité. Par exemple, dans une conception à écoulement unilatéral-, un fluide s'écoule à travers un seul côté du canal de la plaque, tandis que l'autre fluide s'écoule à travers l'autre côté de la plaque adjacente, créant ainsi un écoulement croisé-. Dans une conception à flux double-, les fluides peuvent entrer simultanément des deux côtés, améliorant ainsi l'efficacité de l'échange thermique.
2. Processus de transfert de chaleur indirect Le processus de transfert de chaleur suit les principes de base du transfert de chaleur indirect : la chaleur du fluide à haute température (comme la vapeur ou l'eau chaude) est conduite à travers la paroi de la plaque (le coefficient de transfert de chaleur peut atteindre 3 000 -6 000 W/m²·K) vers l'autre côté de la plaque, puis transférée au fluide à basse température (comme l'eau froide ou l'huile) par convection. La conception fine des plaques (généralement 0,5-1,2 mm d'épaisseur) raccourcit considérablement le chemin de résistance thermique. Combiné avec le coefficient de transfert de chaleur par convection élevé dans des conditions turbulentes, le coefficient de transfert de chaleur global des échangeurs de chaleur à plaques est 3 à 5 fois supérieur à celui des échangeurs de chaleur à calandre et tubes. Par exemple, avec la même surface d'échange thermique, les échangeurs thermiques à plaques peuvent augmenter l'efficacité de l'échange thermique de plus de 40 %.
3. Séparation et évacuation des fluides Après l'échange thermique, les fluides chauds et froids sont évacués du système par leurs tuyaux de sortie respectifs. L'étanchéité entre les plaques est réalisée à l'aide de joints en caoutchouc (tels que l'EPDM ou le caoutchouc nitrile). Ces joints doivent résister à la pression du fluide (pression de fonctionnement commune 0,6-3,0MPa) et s'adapter à une plage de température de -20 degrés à 180 degrés. Certains modèles haut de gamme utilisent une technologie de soudage au laser ou de scellement dur pour éliminer complètement le risque de vieillissement des joints et prolonger la durée de vie à plus de 10 ans.
