Wymienniki ciepła

Proces wymiany ciepła nazywa się przenoszeniem ciepła. Urządzeniami, w których odbywa się proces, są wymienniki ciepła. Jeśli w proces zaangażowane są dwa agenty, oddzielone partycją, są to urządzenia do odzyskiwania powierzchni. Następuje proces mieszania ciepłego i zimnego przepływu przez kontaktowo - mieszający wymiennik ciepła.

SYSTEMY WYMIENNIKÓW CIEPŁA, DLACZEGO POTRZEBUJESZ WYMIENNIKA CIEPŁA

Przykładem urządzenia mieszającego są chłodnie kominowe. Spaliny oddają ciepło wodzie wytryskującej z dysz. W aparatach, w których dwa czynniki przepływają oddzielnymi obwodami, ciepło jest przenoszone przez ścianę lub powierzchnię.

Znakiem rozpoznawczym wymiennika ciepła jest zabudowana powierzchnia i zasilanie dwóch systemów. Może to być para-woda, woda przeciw zamarzaniu, woda-woda. Zamiast wody w procesie stosuje się roztwór chemiczny, a zamiast pary stosuje się ogrzane gazy.

Zastosowanie wymienników ciepła umożliwia:

• Wykorzystaj ciepło resztkowe do wytwarzania energii elektrycznej.
• Przeprowadzaj procesy chemiczne w dokładnym trybie, utrzymując temperaturę za pomocą wymienników ciepła.
• Wykorzystanie ciepła wtórnego z nośnika energii na potrzeby domowe.
• Utrzymuj temperaturę nośnika ciepła do domowych instalacji grzewczych w parametrach zgodnych z normą.

ZASADA DZIAŁANIA WYMIENNIKA CIEPŁA

Zasada działania powierzchniowych wymienników ciepła jest bardzo prosta. Odizolowane od siebie chłodziwo i odbiorca ciepła przekazują sobie ciepło przez znajdujący się między nimi materiał. W zależności od konstrukcji mogą to być rury lub płyty. Do tych celów wykorzystywane są materiały przewodzące ciepło, takie jak stal nierdzewna, stopy i inne materiały. W rezultacie medium przechodzące przez wymiennik ciepła oddaje ciepło do czynnika chłodniczego bez kontaktu z nim. Kluczową zasadą działania powierzchniowych wymienników ciepła jest to, że media nie stykają się, czyli nie mieszają.

ODMIANY POWIERZCHNIOWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA

Najprostszym wymiennikiem ciepła jest rura w rurze. Zimna rurka z wodą przechodzi przez większą rurkę wypełnioną gorącym środkiem. W takim przypadku powierzchnia dętki nagrzewa się i przekazuje ciepło wodzie. Tak działają kotły. Jeśli rur jest wiele i są one zebrane w wiązkę, otrzymuje się wymiennik ciepła płaszczowo-rurowy. Urządzenia z wiązką rur zamocowaną na końcach za pomocą rusztów są powszechne w przemyśle i służą do uzdatniania wody użytkowej.

Skręcone wymienniki ciepła to cewki owinięte w obudowę. Przestrzeń pierścieniową wypełnia inny przepływ. Aparat jest używany pod wysokim ciśnieniem jednego z czynników.

Wymienniki dwururowe służą do wymiany ciepła w fazie gazowo-cieczowej. Urządzenia mogą pracować pod ciśnieniem z dużym transferem ciepła.

Spiralny wymiennik ciepła

Spiralne wymienniki ciepła reprezentują beczkę, w której znajduje się płaski labirynt z wewnętrzną wnęką w postaci spiralnej taśmy. Gorący środek porusza się spiralnie, myty zimną wodą. Projekt jest trudny do wykonania. Jest to jednak jedyny rodzaj aparatury do wymiany ciepła czynnika zawierającego zawiesiny, pulpę. Zawiasowe osłony po obu stronach ułatwiają czyszczenie szczelin.

Płytowy wymiennik ciepła to specjalna konstrukcja rur grzewczych zmontowanych w formie płaskiego elementu ich rur ożebrowanych i wielociągowego ruchu wody. Płyty przypominają akordeony. Ich wadą jest to, że są zatkane kamieniem przy złym uzdatnianiu wody.

Dlaczego w systemie grzewczym potrzebny jest wymiennik ciepła? Wyobraź sobie, że w rurach jest woda 900. Doprowadzi to do pęknięcia rur z tworzywa sztucznego, oparzeń. Każda jednostka termiczna posiada układ t/o pozwalający na utrzymanie parametrów temperaturowych.

OD CZEGO ZALEŻY WYDAJNOŚCI WYMIENNIKA CIEPŁA?

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła

Przenikanie ciepła powierzchniowego zawsze zachodzi przez ścianę. Powoduje to utratę ciepła. Im cieńsza przegroda, tym mniejsze straty. Nowy t/o płaszcz i rura ma sprawność 75%, ale wraz z zarastaniem osadem powierzchni wewnętrznej i górnej sprawność aparatu spada. Nie może utrzymać temperatury. Dlatego urządzenia posiadają zdejmowaną belkę, którą czyści się pod wysokim ciśnieniem za pomocą specjalnego pistoletu.

Urządzenia płytowe mają sprawność 90%, ale szczeliny między płytami są zatkane, wymagane jest czyszczenie. Sprzęt jest zdemontowany do czyszczenia. Ważna jest wymiana magnetycznego filtra siatkowego, który zapobiega tworzeniu się osadów. Płytowe wymienniki ciepła można podłączyć do automatycznego sterowania.

Płytowy wymiennik ciepła

Wydajność procesu zależy od schematu połączenia. Przenoszenie ciepła z aparatu przeciwprądowego jest pełniejsze, gdy przepływy zbliżają się do siebie.

Im cieńsza partycja, tym lepszy przebieg procesu. Ale w przypadku zbiorników ciśnieniowych grubość ścianek zależy od zdolności wytrzymania obciążeń ścian. Jeśli nie ma możliwości pocienienia ścianek rurek, konieczne jest zwiększenie powierzchni grzewczej, aby aparat był dłuższy.

Każdy wymiennik ciepła wykonany jest zgodnie z obliczeniami ciepłowniczymi, posiada atest i jest przystosowany do pracy z określonym czynnikiem chłodzącym.

JAK WYBRAĆ WŁAŚCIWY WYMIENNIK CIEPŁA?

Po co nam wymiennik ciepła w systemie grzewczym w życiu codziennym. To, które urządzenie jest odpowiednie w danym obwodzie, zależy od warunków instalacji. Można zamontować płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła - jest bezpretensjonalny, wytrzyma bez czyszczenia