Plattenwärmetauscher

Anwendungsbereiche & Alternativen zum Plattenwärmetauscher

Ein Plat­ten­wär­me­tau­scher ist ein Gerät, das zum Austausch von Wärme zwischen zwei Flüs­sig­kei­ten oder Gasen verwendet wird. Der Name „Plat­ten­wär­me­tau­scher“ leitet sich von seiner Bauweise ab: Wärme wird durch dünne, gesta­pel­te Platten über­tra­gen, die die Medien von­ein­an­der trennen. Plat­ten­wär­me­tau­scher zeichnen sich durch ihre hohe Effizienz und ver­gleichs­wei­se kompakte Bauweise aus und finden Anwendung in der Heizungs‑, Lebensmittel‑, Chemie- und Energieindustrie.

Funktionsweise des Plattenwärmetauschers

Ein Plat­ten­wär­me­tau­scher besteht aus mehreren parallel ange­ord­ne­ten, dünnen Platten, die durch Dich­tun­gen oder Schweiß­näh­te von­ein­an­der getrennt sind. Die Platten bilden Kanäle, durch die die beiden Medien (z. B. Wasser, Öl oder Gas) in ent­ge­gen­ge­setz­ten Rich­tun­gen (Gegen­strom­prin­zip) oder gleich­ge­rich­tet (Par­al­lel­strom) fließen. Die Wärme wird durch die Plat­ten­wän­de hindurch von einem Medium auf das andere übertragen.

Je nach Anwendung können die Platten mit spe­zi­el­len Profilen versehen sein, die die Turbulenz der Flüs­sig­kei­ten erhöhen und so den Wär­me­über­gang ver­bes­sern. Moderne Plat­ten­wär­me­tau­scher lassen sich durch Hin­zu­fü­gen oder Entfernen von Platten leicht an wech­seln­de Anfor­de­run­gen anpassen.

Anwendungsbereiche

Plat­ten­wär­me­tau­scher werden in der Heizungs- und Kli­ma­tech­nik ein­ge­setzt, bei­spiels­wei­se zur Warm­was­ser­be­rei­tung oder Wär­me­rück­ge­win­nung. In der Lebens­mit­tel­in­dus­trie dienen sie zur Pas­teu­ri­sie­rung von Milch oder Säften. In der Chemie- und Petro­che­mie­in­dus­trie werden sie für die Kühlung oder Erwärmung von Pro­zess­flüs­sig­kei­ten genutzt. Auch in der Ener­gie­bran­che, ins­be­son­de­re bei der Abwär­me­nut­zung in Kraft­wer­ken, sind Plat­ten­wär­me­tau­scher weit verbreitet.

Vorteile des Plattenwärmetauschers

  • Hohe Wär­me­über­tra­gungs­ef­fi­zi­enz dank der großen Ober­flä­che der Platten.
  • Kompakte Bauweise ermög­licht eine platz­spa­ren­de Installation.
  • Fle­xi­bi­li­tät durch einfache Anpassung der Anzahl der Platten.
  • Geeignet für unter­schied­lichs­te Medien, auch bei stark vari­ie­ren­den Temperaturen.

Nachteile des Plattenwärmetauschers

  • Anfällig für Ver­schmut­zun­gen oder Ver­stop­fun­gen, ins­be­son­de­re bei viskosen oder festen Partikeln in den Medien.
  • Höherer War­tungs­auf­wand, da regel­mä­ßi­ge Reinigung notwendig ist.
  • Begrenzte Druck- und Tem­pe­ra­tur­be­stän­dig­keit im Vergleich zu Rohrbündelwärmetauschern.
  • Dich­tun­gen können ver­schlei­ßen, was bei bestimm­ten Anwen­dun­gen zu erhöhtem War­tungs­be­darf führt.

Alternativen zum Plattenwärmetauscher

  1. Rohr­bün­del­wär­me­tau­scher
    Rohr­bün­del­wär­me­tau­scher nutzen ein Bündel von Rohren, durch die das eine Medium fließt, während das andere Medium das Rohr­bün­del umströmt. Sie sind robuster und wider­stands­fä­hi­ger gegen hohen Druck und Tem­pe­ra­tu­ren, aber weniger effizient und größer als Plattenwärmetauscher.
  2. Spi­ral­wär­me­tau­scher
    Spi­ral­wär­me­tau­scher bestehen aus zwei spi­ral­för­mig gewi­ckel­ten Kanälen, durch die die Medien fließen. Sie sind platz­spa­rend und resistent gegen Ver­stop­fun­gen, jedoch teurer und schwie­ri­ger zu reinigen.
  3. Scha­be­wär­me­tau­scher
    Der Scha­be­wär­me­tau­scher ist speziell für zäh­flüs­si­ge oder par­ti­kel­rei­che Medien ausgelegt. Rotie­ren­de Schaber ver­hin­dern Abla­ge­run­gen auf der Wär­me­aus­tausch­flä­che, was ihn ideal für die Lebens­mit­tel- und Che­mie­in­dus­trie macht.
  4. Plat­ten­bün­del­wär­me­tau­scher
    Eine Kom­bi­na­ti­on aus Platten- und Rohr­bün­del­wär­me­tau­schern, bei der die Wär­me­über­tra­gung über gesta­pel­te Platten in einem Gehäuse erfolgt. Sie bieten höhere Druck- und Tem­pe­ra­tur­be­stän­dig­keit als reine Plat­ten­wär­me­tau­scher, sind jedoch weniger flexibel.
  5. Luft­wär­me­tau­scher
    Diese Geräte tauschen Wärme zwischen einem flüssigen und einem gas­för­mi­gen Medium aus. Luft­wär­me­tau­scher sind ideal für Anwen­dun­gen mit großen Luft­vo­lu­mi­na, wie z. B. in der Lüf­tungs­tech­nik, eignen sich jedoch nicht für geschlos­se­ne Kreis­läu­fe mit Flüssigkeiten.