Schimbătoarele de căldură sunt dispozitive utilizate pentru schimbul eficient de căldură între două substanțe separate. Există multe tipuri de schimbătoare de căldură, care au aplicații diferite în diverse sectoare. Schimbătoarele de căldură funcționează prin transferul căldurii de la un mediu la altul. Ele pot fi utilizate în sistemele de încălzire, răcire și în industrie. Schimbătoarele de căldură sunt o parte integrantă a multor procese industriale, permițând menținerea temperaturii optime. Datorită diferitelor tipuri de schimbătoare de căldură, construcția lor poate fi adaptată la cerințele și parametrii specifici ai aplicației. Dacă doriți să aflați ce tipuri de schimbătoare de căldură există în funcție de metodele de transfer termic, construcția lor și tipul de mediu cu care poate funcționa un schimbător de căldură, citiți articolul de mai jos.
În funcție de modul în care se realizează transferul de căldură între fluide, schimbătoarele de căldură pot fi împărțite în schimbătoare de căldură cu contact și fără contact. Cel de-al doilea tip este mult mai des utilizat în industrie. Mai jos puteți găsi răspunsul la întrebarea de ce este așa. În funcție de tipul schimbătoarelor de căldură, acestea pot servi pentru diferite aplicații - unde adesea tipul schimbătorului face ca acesta să funcționeze mai bine în anumite aplicații specifice.
Schimbătoarele de căldură cu contact sunt dispozitive în care fluidele intră în contact direct între ele. Acest lucru permite obținerea unor coeficienți mari de transfer termic. În plus, astfel de schimbătoare permit schimbul de căldură între mai mult de două fluxuri de fluide. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că în majoritatea aplicațiilor industriale este necesară schimbul de căldură fără amestecarea fluidelor, ceea ce este posibil doar prin utilizarea schimbătoarelor de căldură fără contact, care vor fi descrise mai jos.
Schimbătoarele de căldură fără contact sunt dispozitive care permit transferul de energie termică între două fluide care nu intră în contact direct între ele. Printre aceste dispozitive se numără recuperatoarele, care sunt cele mai frecvent utilizate schimbătoare de căldură în industrie. Recuperatoarele sunt schimbătoarele de căldură cu plăci și schimbătoarele tubulare, cum ar fi, de exemplu:
Disponibil
Schimbătoarele de căldură fără contact sunt atât de răspândite în industrie dintr-un motiv simplu - fluidele care participă la multe procese au proprietăți fizico-chimice diferite și nu ar trebui să se amestece între ele (de exemplu, uleiul și apa).
Tipurile de schimbătoare de căldură din punct de vedere al construcției pot fi împărțite în schimbătoare de căldură cu plăci și schimbătoare de căldură tubulare. Acestea diferă nu doar prin construcție, ci și prin aplicație. Mai jos este prezentată caracteristica lor.
Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt dispozitive formate din plăci metalice, al căror scop este schimbul eficient de căldură între fluide cu temperaturi diferite fără amestecarea lor. Datorită construcției lor, permit un transfer rapid și eficient de căldură prin diferite mecanisme, cum ar fi convecția. Plăcile din interiorul schimbătorului formează canale prin care circulă fluidele. Acest lucru asigură o suprafață mare de contact a plăcilor cu fluidele, ceea ce permite un transfer eficient de energie termică. Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt utilizate pe scară largă în industrie, inclusiv în procesele de răcire și încălzire, ajutând la economisirea energiei și la creșterea eficienței sistemelor de încălzire și răcire. Distingem următoarele tipuri de schimbătoare cu plăci în funcție de construcția lor:
Schimbătoarele de căldură tubulare, numite și schimbătoare tubulare, sunt dispozitive utilizate în mod obișnuit pentru schimbul eficient de căldură între două fluide. Construcția lor se bazează pe un manta cilindrică în care sunt montate tuburi. Scopul principal al acestui aranjament este să permită circulația unui fluid în jurul tuburilor, în timp ce celălalt fluid circulă prin tuburi. În acest fel, are loc transferul de căldură între fluide. Schimbătoarele tubulare (sau pur și simplu: schimbătoare pentru piscine) sunt utilizate în multe domenii, inclusiv în industria chimică, alimentară și energetică. Datorită eficienței și ușurinței de utilizare, acestea sunt o parte integrală a proceselor de schimb de căldură în diferite industrii.
Schimbătoarele de căldură sunt asociate în principal cu schimbătoarele în care ambele medii sunt lichide (de exemplu, apă sau glicol). Cu toate acestea, este important de știut că schimbătoarele de căldură pot transfera căldură între gaze sau între gaze și lichide. Distingem următoarele perechi de fluide care sunt gestionate de schimbătoarele de căldură:
Mai jos sunt descrise perechile specifice de medii care pot funcționa cu diferite schimbătoare de căldură.
Disponibil
Disponibil
Schimbătoarele de căldură tip lichid-lichid sunt dispozitive utilizate pentru schimbul eficient de căldură între două lichide cu parametri fizico-chimici diferiți (de exemplu, temperatura de funcționare, temperatura de îngheț, densitate). Exemple de astfel de sisteme sunt: apă-apă, apă-ulei și apă-glicol. Aceste schimbătoare sunt utilizate în diferite domenii, cum ar fi industria chimică sau energetică. Datorită lor, este posibilă transferarea eficientă și economicoasă a căldurii între diferite medii, ceea ce contribuie la utilizarea optimă a energiei disponibile.
Schimbătoarele de căldură tip gaz-gaz sunt utilizate pentru transferul de căldură între două fluxuri de gaze. Un exemplu de astfel de schimbător este sistemul aer-aer, unde căldura este transferată între două fluxuri de aer. Un alt exemplu este schimbătorul de gaze de ardere-aer, unde căldura din gazele de ardere este recuperată și utilizată în continuare în instalațiile de încălzire, pentru încălzirea aerului în camerele de ardere ale cazanelor și pentru uscarea combustibililor solizi - de exemplu, lemn sau cărbune. Schimbătoarele de căldură tip gaz-gaz sunt utilizate în diferite industrii, cum ar fi industria chimică, energetică sau alimentară.
Schimbătoarele de căldură tip lichid-gaz sunt dispozitive care permit schimbul eficient de căldură între un lichid și un gaz. Aceste schimbătoare funcționează în următoarele perechi de fluide:
Schimbătorul apă-aer este adesea utilizat în instalațiile de încălzire și climatizare, unde apa încălzită în cazane transferă căldura către aer, care apoi este distribuit în încăperi. Pe de altă parte, schimbătoarele de căldură glicol-aer sunt utilizate în diferite ramuri ale industriei și în clădiri rezidențiale. De exemplu, schimbătorul glicol-aer (GWO) are rolul de a crește eficiența dispozitivelor de ventilație utilizate pentru încălzirea aerului iarna și răcirea lui vara.
Printre aceste tipuri de schimbătoare de căldură se numără, de exemplu, următoarele serii de produse ale producătorului de schimbătoare de căldură NORDIC TEC:
Schimbătoarele de căldură diferă între ele în funcție de materialele din care sunt fabricate. Unul dintre materialele populare utilizate pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură este oțelul inoxidabil rezistent la acizi (316L). Acest material are o rezistență ridicată și proprietăți termice excelente. Un alt material frecvent utilizat este titanul, care se caracterizează printr-o rezistență ridicată la coroziune chiar și în medii sărate (de exemplu, apa de mare) și, în același timp, este ușor și rezistent. Schimbătoarele de căldură fabricate din titan sunt adesea utilizate în industria chimică și petrochimică, precum și ca schimbătoare pentru piscine.
Schimbătoarele de căldură din titan reprezintă un tip aparte de schimbătoare – adesea sunt realizate tehnologic în același mod ca cele din oțel, având astfel parametri și dimensiuni similare. În majoritatea proiectelor care necesită acest tip de schimbător de căldură, acesta nu este luat în considerare în mod implicit, din cauza prețului ridicat al titanului ca material. Cu toate acestea, există aplicații în care schimbătorul de căldură din titan este indispensabil, și anume acolo unde sunt prezente medii agresive. Exemple de astfel de utilizări se regăsesc în industrie, dar și, de exemplu, în sistemele de încălzire a piscinelor cu apă sărată sau apă de mare.
Disponibil
Disponibil
BLOG:
