Arten von Wärmetauschern

Jun 11, 2024 Eine Nachricht hinterlassen

Doppelrohr:Dies ist der einfachste Typ von Wärmetauschern, der in der Industrie verwendet wird. Wie der Name schon sagt, bestehen diese aus zwei Röhren, durch die Flüssigkeiten fließen können. Die Strömungskonfiguration kann Parallel- oder Gegenströmung sein, wobei Gegenströmung effizienter ist, während Parallelströmung besser ist, wenn die beiden Flüssigkeiten auf die gleiche Temperatur gebracht werden müssen. Diese Wärmetauscher sind einfach und kostengünstig zu konstruieren und zu warten, weisen jedoch im Vergleich zu anderen Konstruktionen einen relativ geringen Wirkungsgrad auf.

 

Rohrbündel:Rohrbündelwärmetauscher verwenden einen Satz Metallrohre, durch die eine Flüssigkeit strömt, umgeben von einer abgedichteten Hülle, durch die die zweite Flüssigkeit strömt. Diese Art von Wärmetauschern funktioniert mit allen Strömungsarten – Gleich-, Gegen- und Querströmung – und ist in Dampflokomotiven zu finden. Leitbleche werden verwendet, um den Flüssigkeitsstrom zu lenken, Vibrationen in der Flüssigkeit zu induzieren und die Rohre zu stützen, während Rippen auch bei luftgekühlten Technologien (z. B. Zwischenkühlern für Verbrennungsmotoren) verwendet werden können, um die Fläche der Wärmeübertragung zu vergrößern

 

Platte/Finne:Diese Art von Wärmetauscher verwendet Stapel dünner Metallplatten, die durch Rippen auseinandergehalten werden, um Ebenen zu bilden, ähnlich wie die Böden eines Gebäudes. Allerdings ist jede dieser „Etagen“ in sich geschlossen und von der darüber oder darunter liegenden Etage getrennt, wodurch eine versiegelte Reihe von Röhren entsteht, durch die Flüssigkeiten fließen können. Dadurch entsteht eine große Oberfläche, die einen schnellen Wärmeaustausch ermöglicht und gleichzeitig einen Flüssigkeitsfluss über die gesamte Wärmeübertragungsfläche gewährleistet, wodurch Stagnation und Ansammlung von Flüssigkeit verhindert wird. Die Platten können in verschiedenen Größen, Tiefen und Formen hergestellt werden, einschließlich Wellplatten, Platte und Rahmen, Platte und Schale oder Spiralplatten. Eine hohe Strömungsturbulenz zwischen den Platten führt zu einer größeren Wärmeübertragung und einem Druckabfall. Diese Art von Wärmetauscher wird in Anwendungen wie Gasöfen und Kesseln eingesetzt.

 

Luftgekühlt:Diese Art von Wärmetauscher findet man häufig in Fahrzeugen und anderen beweglichen Anwendungen, wo kein kühles Wasser verfügbar ist. Anstelle von zwei Flüssigkeiten nutzen luftgekühlte Systeme kühle Luft von einem Ventilator oder einen Luftstrom, der durch die Bewegung des Fahrzeugs selbst entsteht.

 

Kondensatoren, Kessel und Verdampfer:Diese Art des Wärmeaustauschs verdient eine besondere Erwähnung, da sie auf eine etwas andere Art und Weise funktioniert als die bereits beschriebenen. Anstatt zwei Flüssigkeiten (heiß und kalt) einzuführen, nutzen diese die Abkühlung und Kondensation eines heißen Gases in flüssige Form (und umgekehrt), um einen Wärmeübertragungskreislauf zu erzeugen. Dies ist der von Dampfturbinen und Dampferzeugern verwendete Prozess, der den Kreislauf der Verdampfung von Wasser zu Dampf und dessen anschließender Rückkühlung in eine Flüssigkeit nutzt.

 

Rekuperatoren:Ein Rekuperator ist ein Wärmetauscher, der dazu dient, Wärme aufzufangen, die andernfalls verloren gehen würde, beispielsweise die Wärme, die aus einem Gebäude abgeführt wird. Die warme Luft wird durch einen Kanal entlang eines separaten, einströmenden Kanals mit kühler Flüssigkeit nach außen geleitet, um einen Gegenstrom zu erzeugen. Auf diese Weise funktioniert ein Lüftungssystem mit Wärmerückgewinnung, das die Belüftung eines Gebäudes mit Frischluft ermöglicht, ohne dass die gesamte Wärme durch die austretende wärmere Luft verloren geht.

 

Regeneratoren:Bei dieser Art von Wärmetauschern können sich die ein- und ausströmenden Flüssigkeiten zu unterschiedlichen Zeiten durch denselben Kanal in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Wenn die warme Flüssigkeit ausströmt, gibt sie einen Teil ihrer Wärme ab und nimmt beim Einströmen der kühlen Flüssigkeit einen Teil der dort verbliebenen Restwärme auf. Diese Art des Wärmeaustauschs wird in einem Stirlingmotor verwendet, der einen Kolben verwendet, um eingeschlossenes Gas zwischen einer Wärmequelle (z. B. einem Feuer) und einem kühleren Bereich oder „Senke“, wo die Wärme verloren geht, hin und her zu drücken. Diese Art von Wärmetauscher reduziert den Wärmeverlust in einem System durch „Regeneration“ der Wärme.