Schimbător de căldură și principiile sale de funcționare

119 Views Posted on: 2025-02-18
 

✅ Schimbător de căldură - principiul de funcționare. Cum funcționează acest dispozitiv?

Dacă doriți să aflați cum funcționează un schimbător de căldură, la ce servește și să înțelegeți principiul de funcționare al schimbătoarelor de căldură - vă invităm să citiți articolul de mai jos. Un schimbător de căldură este un dispozitiv care permite schimbul eficient de căldură între două substanțe cu temperaturi diferite. Acest lucru este util în special în sistemele de încălzire centrală, unde căldura este transferată de la radiatoare la aerul din încăpere. Datorită schimbătorului de căldură, este posibil să se atingă o temperatură optimă în fiecare încăpere, uneori chiar reducând consumul de energie, ceea ce duce la economii. Aflați mai multe și descoperiți cum funcționează un schimbător de căldură cu plăci pentru cazanul de încălzire centrală sau pentru alte aplicații.

Teoria conductibilității termice în schimbătorul de căldură - principiul de funcționare principal

Fluxul de energie într-un schimbător de căldură se bazează pe legile fizicii. Principiul de funcționare principal, pe care se bazează funcționarea fiecărui schimbător de căldură, este faptul că căldura curge întotdeauna de la un mediu mai cald la unul mai rece. Pentru a avea loc transferul de căldură și stabilirea echilibrului în sistem, este necesară o diferență de temperatură între cele două medii.

Cum funcționează schimbătoarele de căldură?

Cum funcționează schimbătoarele de căldură? În realitate, funcționarea lor este extrem de simplă:

✅ Un fluid, fie lichid, fie gaz, cu o temperatură mai ridicată, transferă căldura sa către un fluid cu o temperatură mai scăzută. Acest proces are ca scop echilibrarea temperaturilor și menținerea unei temperaturi stabile în sistemul de schimb de căldură. Transferul de căldură în orice schimbător de căldură are loc prin transmiterea energiei interne de la un material la altul prin conducție. De fapt, principiul de funcționare al schimbătorului de căldură se bazează pe legi simple ale fizicii, pe care toți le înțelegem, chiar dacă nu le putem numi în mod academic.

Principiul de funcționare al oricărui schimbător de căldură

Schimbătorul de căldură este un dispozitiv al cărui scop este transferul de căldură de la un mediu la altul. Există două tipuri principale de schimbătoare de căldură:

  • directe - în care ambele medii intră în contact direct (de exemplu, o răcitoare industrială, unde apa este răcită prin contact direct cu aerul),
  • indirecte - în care schimbul de căldură între medii are loc fără contact direct (medii sunt separate, de exemplu, printr-o placă metalică - ca în cazul schimbătorului de căldură cu plăci).

Principiul de bază al funcționării schimbătorului de căldură rămâne însă transferul de căldură de la un mediu la altul - fără amestecare (acest lucru este important). În paragrafele următoare, vom răspunde la întrebarea ce este, la ce servește și cum funcționează un schimbător de căldură cu plăci.

Schimbător de căldură cu plăci - ce este acest dispozitiv?

Schimbătorul de căldură cu plăci este un dispozitiv care permite schimbul eficient de căldură între fluide cu temperaturi diferite. Funcționarea acestui dispozitiv se bazează pe procesele de convecție și conducție termică. Este format dintr-o serie de plăci subțiri, fiecare având o structură special proiectată. Pereții acestor plăci sunt lipiți (folosind lipituri din cupru cu conductivitate termică excelentă) sau strânși împreună, formând canale prin care circulă fluidele. Schimbătorul cu plăci este realizat din oțel inoxidabil de înaltă calitate 316L, care asigură durabilitate și rezistență la coroziune. Datorită construcției sale și utilizării materialelor adecvate, schimbătorul de căldură cu plăci este un instrument de încredere pentru transferul eficient de energie termică.

Schimbător de căldură cu plăci - principiul de funcționare

Schimbătorul de căldură cu plăci este un dispozitiv utilizat în sistemele de încălzire și răcire, permițând schimbul eficient de căldură între două fluide. Principiul de funcționare al schimbătorului de căldură cu plăci se bazează pe conducerea unui fluid prin canalele din interiorul plăcilor schimbătorului, în timp ce celălalt fluid circulă pe cealaltă parte a plăcilor. În acest fel, are loc transferul de căldură între fluide, permițând încălzirea sau răcirea mediului în sistemul respectiv.

Schimbătorul de căldură cu plăci este o soluție eficientă, deoarece are o suprafață mare de schimb de căldură în raport cu volumul său. Acest lucru face posibilă obținerea unor economii semnificative de energie. În plus, schimbătorul de căldură cu plăci permite creșterea eficienței sistemului de încălzire-răcire prin optimizarea procesului de schimb de căldură. Este important de menționat că construcția cu plăci permite adaptarea ușoară a schimbătorului la nevoile specifice ale utilizatorului, cum ar fi debitul fluidelor sau parametrii termici. Datorită acestui fapt, schimbătoarele de căldură cu plăci sunt o soluție versatilă, care găsește aplicații în diverse industrii, cum ar fi industria chimică, alimentară sau energetică.

În plus, schimbătoarele cu plăci pot fi utilizate cu succes atât în instalațiile de încălzire, cât și în cele de răcire. Concluziile cercetărilor și experiențelor indică faptul că schimbătoarele de căldură cu plăci sunt o metodă eficientă de optimizare a proceselor energetice bazate pe schimbul de căldură. Datorită avantajelor lor, este posibilă nu doar economisirea căldurii și energiei, ci și îmbunătățirea eficienței și minimizarea pierderilor termice.

Tipuri de schimbătoare de căldură cu plăci - principiul de funcționare în funcție de aplicație

Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt adesea utilizate pentru conectarea cazanelor pe gaz la instalația de încălzire centrală. Acestea sunt deosebit de populare în cazul cazanelor cu condensare, a căror funcționare se bazează pe utilizarea condensului format în timpul arderii gazului. Schimbătoarele de căldură cu plăci, cum ar fi:

permit transferul eficient al căldurii de la focar la apa care alimentează instalația de încălzire centrală.

Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt, de asemenea, o soluție ideală pentru toate clădirile echipate cu cazane pe combustibil solid, cum ar fi cărbune, peleti sau lemn. Datorită construcției lor, asigură o schimb eficientă a căldurii rezultate din arderea combustibililor solizi, ceea ce garantează siguranța instalației și economisirea energiei. Schimbătorul de căldură cu plăci conectat la un cazan pe combustibil solid elimină excesul de apă caldă din cazan, prevenind supraîncălzirea instalației.

Schimbătoarele de căldură în cazul pompelor de căldură sunt utilizate pentru a împărți instalația hidraulică în două circuite (glicol și apă), eliminând necesitatea utilizării glicolului (care protejează instalația împotriva înghețului) în întreaga instalație. Această soluție duce la o scădere semnificativă a costurilor. Teoretic, este posibilă și separarea instalației pompei de căldură umplută cu apă, deși în practică această soluție este mai rar utilizată. Acest dispozitiv nu garantează doar neamestecarea mediilor din cele 2 circuite, ci împarte sistemul în 2 subunități mai mici, care oferă un mediu hidraulic mai bun, cu un echilibru mai bun al presiunii și temperaturilor, asigurând un mediu mai bun pentru pompele de circulație. Pe scurt, o astfel de instalație funcționează mult mai eficient.

Este important de menționat că instalația unei pompe de căldură necesită utilizarea unui schimbător de căldură cu plăci mai mare decât în cazul unui cazan clasic. Dimensiunea mai mare a schimbătorului duce la creșterea eficienței schimbului de căldură, permițând transferul unei cantități mai mari de energie termică de la un mediu la altul. Astfel, pompa de căldură poate utiliza eficient energia regenerabilă, cum ar fi energia geotermală, pentru a asigura încălzirea sau răcirea adecvată a spațiilor. Alegerea schimbătorului pentru o pompă de căldură este o sarcină complexă și este recomandat să o consultați cu specialiști, deoarece necesită o suprafață mult mai mare a plăcilor comparativ cu alegerea pentru cazane sau șeminee cu o putere nominală similară în kW.

În această aplicație, se dovedesc utile, de exemplu, schimbătoarele de căldură Nordic Tec Ba-60-50, Ba-60-60 sau Ba-32-90.

Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt o soluție ideală pentru șemineele care funcționează în sistem deschis. Acestea permit utilizarea eficientă a căldurii generate de șemineu, încălzind, de exemplu, spațiile sau apa caldă menajeră. Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt ușor de montat și de operat, asigurând o eficiență ridicată și economisirea energiei.

Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt esențiale pentru separarea cazanului electric de instalație. Acestea permit transferul precis al energiei termice către apă. Schimbătoarele sunt alcătuite din plăci fabricate din materiale de înaltă calitate, care permit un transport eficient al căldurii. Astfel, cazanele electrice devin mai eficiente și economice, ceea ce duce la economisirea energiei și a costurilor de exploatare.

  • Schimbătoare de căldură cu plăci pentru fabricarea case de bere

Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt, de asemenea, extrem de utile în producția case de bere pentru răcirea mustului de bere. Cu cât schimbătorul este mai mare, cu atât procesul de răcire este mai scurt, deoarece o suprafață mai mare de schimb de căldură permite o cedare mai rapidă a energiei. Prin urmare, utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este o soluție excelentă pentru fabricatorii case de bere care doresc să scurteze timpul de răcire și să îmbunătățească eficiența procesului.

BLOG:

 
Posted in: Schimbătoare de căldură și tot ce este legat de ele