Nieodłącznym elementem każdej przemysłowej instalacji chłodzącej jest wymiennik ciepła. To właśnie to urządzenie umożliwia schładzanie bądź zamrażanie produktów. Zasada jego działania nie jest skomplikowana, jednak rodzajów wymienników jest wiele. Co ważne, bardzo często w przypadku zastosowania przemysłowego są one konstruowane indywidualnie. Czym zatem są wymienniki ciepła, jak działają i jakie są rodzaje ich konstrukcji?
Fot. Unidex
Czym jest wymiennik ciepła?
W ogólnym ujęciu wymienniki ciepła to nic innego jak urządzenia pozwalające na wymianę ciepła pomiędzy danymi mediami, którymi mogą być ciecze lub gazy. Do wymienników ciepła zalicza się parowniki i skraplacze. W nowoczesnych aplikacjach przemysłowych zastosowanie znajdują wymienniki ciepła o zróżnicowanej konstrukcji, wszystkie jednak działają na podobnej zasadzie. Natomiast budowa wymiennika ciepła zależy przede wszystkim od sposobu przepływu ciepła, który kategoryzowany jest jako kontaktowy i bezkontaktowy (np. fluidyzacja).
Ponadto konstrukcja i materiały, z jakich wykonane są wymienniki ciepła, muszą być dostosowane pod względem wytrzymałości i swoich właściwości, do użytego w danym urządzeniu czynnika chłodniczego, którym może być np. freon, amoniak lub CO2. W ten sposób rozróżnia się np. wymiennik ciepła freonowy czy wymienniki ciepła amoniakalne. Jak przebiega sam proces wymiany ciepła w wymiennikach?
Wymiennik ciepła – zasada działania
Podstawą działania wymiennika ciepła w urządzaniach chłodniczych są zjawiska konwekcji i przewodzenia, które umożliwiają wymianę ciepła pomiędzy cieczami i gazami. Wymiana ta może przebiegać w różny sposób, zależny już od wcześniej wspomnianego rodzaju przepływu ciepła, który może być kontaktowy – kiedy dochodzi do bezpośredniego kontaktu czynników lub bezkontaktowy, kiedy czynniki są od siebie oddzielone. Ponadto wymienniki ciepła mogą działać w różnych układach strumieni:
- współprądowych
- przeciwprądowych
- krzyżowych
- złożonych
Skoro temat działania wymienników ciepła został nieco przybliżony, to warto przejść do tego, jakie są ich rodzaje.
Wymienniki ciepła – rodzaje i zastosowanie
Rodzaje wymienników ciepła dzielą się głównie pod kątem typu ich konstrukcji oraz materiałów użytych do ich produkcji. W przypadku materiałów, z jakich budowane są wymienniki ciepła, pod uwagę brane są parametry fizyczne i właściwości chemiczne czynników użytych w danej aplikacji przemysłowej. Zalicza się do nich przede wszystkim stopień agresywności czynnika, jego toksyczność, a także gęstość, temperatura czy ciśnienie robocze.
Pod względem konstrukcji rozróżnia się natomiast:
- wymienniki ciepła płaszczowo-rurowe
- wymienniki ciepła płytowe
- wymienniki ciepła spiralne
Wymienniki ciepła znajdują zastosowanie zarówno w chłodzeniu, jak i ogrzewaniu. Są one podstawowym elementem chłodziarek, zamrażarek czy klimatyzacji. Używane są w pompach ciepła, zwiększając skutecznie efektywność instalacji grzewczych. Ponadto jednak są szeroko stosowane przemyśle, stanowiąc nieodłączny element instalacji chłodniczych.
Konferencje Inżynieria
WIEDZA. BIZNES. ATRAKCJE
Sprawdź najbliższe wydarzenia
Aby dodać komentarz musisz być zalogowany. Przejdź do formularza logowania/rejestracji.