Aktualności

Rodzaje wymienników ciepła i zasada ich działania

28.06.2022

Czym jest wymiennik ciepła?

Wymienniki ciepła, jak sama nazwa wskazuje, to urządzenia umożliwiające wymianę ciepła pomiędzy cieczami lub/i gazami. Do wymienników ciepła zalicza się parowniki oraz skraplacze. W najnowszych instalacjach i aplikacjach produkowanych na potrzeby współczesnego przemysłu stosuje się wymienniki ciepła o zróżnicowanej budowie, jednak działające na tej samej zasadzie. Budowa takiego urządzenia zależy w głównej mierze od sposobu przepływu ciepła, który może być kontaktowy (kiedy dochodzi do bezpośredniego kontaktu czynników) lub bezkontaktowy (kiedy czynniki są od siebie oddzielone).

Produkowane w UNIDEX wymienniki ciepła są kalkulowane, projektowane i budowane w zakładzie firmy od podstaw. Urządzenia powstają ze stali ciśnieniowej oraz są zabezpieczane antykorozyjnie w procesie galwanizacji. Wymienniki ciepła UNIDEX mogą pracować zarówno w instalacji amoniakalnej, freonowej, jak i CO2. Wszystko zależy od indywidualnych preferencji końcowego odbiorcy urządzenia.

 

Zjawisko wzajemnej konwekcji

Jak działa wymiennik ciepła? Urządzenie tego typu umożliwia wymianę energii pomiędzy konkretnymi mediami o różnej ich temperaturze. Zgodnie z zasadą funkcjonowania w zamkniętym układzie instalacyjnym, do wymiany ciepła dochodzi poprzez zjawisko wzajemnej konwekcji. Polega ono na tym, że gorący płyn przekazuje energię do ścianki lub rurki będącej częścią instalacji grzewczej. W kolejnym etapie oddane ciepło przenika przez poszczególne elementy całego układu i ostatecznie zostaje odbierane przez płyn o niższej temperaturze.

Wymiennik ciepła może funkcjonować zarówno na ustalonej, jak i nieustalonej wymianie ciepła. Co to oznacza? Ustalona wymiana ciepła występuje wyłącznie w urządzeniach o działaniu ciągłym. Natomiast w wymiennikach o działaniu nieciągłym może być realizowany proces wymiany ciepła w sposób jednorazowy lub o działaniu okresowym (takich urządzeniach występują jedynie nieustalone pola temperatury).

wymiennik ciepła.jpg [105.63 KB]

 

Rodzaje wymienników ciepła

Rodzaje wymiennik ciepła można klasyfikować przede wszystkim pod kątem ich konstrukcji oraz zastosowanych do ich budowy materiałów. W przypadku drugiego czynnika brane są pod uwagę przede wszystkim parametry fizyczne oraz właściwości chemiczne elementów użytych w danej aplikacji przemysłowej (np. stopień agresywności, toksyczność, gęstość, temperaturę, ciśnienie robocze itp.).

Wymiennik ciepła najczęściej składa się z płyt lub rur wykonanych z tworzywa będącego dobrym przewodnikiem ciepła. Aby jeszcze bardziej zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła, urządzenie otrzymuje dodatkowe ożebrowanie.

 

Ze względu na konstrukcję rozróżniamy przede wszystkim:

  • wymiennik ciepła płaszczowo-rurowy
  • wymiennik ciepła płytowy
  • wymiennik ciepła spiralny

Ze względu na zasadę działania:

  • przeponowe wymienniki ciepła (rekuperatory)
  • wymienniki ciepła z wypełnieniem (regeneratory)
  • wymienniki ciepła o działaniu bezpośrednim (mieszalniki)

Ze względu na rodzaj czynnika:

  • ciecz-ciecz
  • ciecz-gaz
  • ciecz-ciało stałe
  • gaz-gaz

Zarówno wymiennik ciepła rurowy, jak i wymiennik ciepła płytowy mogą działać w różnych układach strumieni, a więc:

  • współprądowych
  • przeciwprądowych
  • krzyżowych
  • złożonych

 

Płytowy wymiennik ciepła zasada działania

Płytowy wymiennik ciepła jest zbudowany z niezwykle cienkich, zespolonych ze sobą płyt. Tego rodzaju konstrukcje tworzy się na skutek skręcenia lub zlutowania ze sobą poszczególnych elementów. W płytowym wymienniku ciepła dochodzi do całkowitej, systematycznej wymiany ciepłych mas powietrza, które jest wymieniane pomiędzy dwoma nośnikami cieplnymi.

Atutem tego typu urządzenia wyposażonego w metalowe płyty jest jego wysoka odporność na gwałtowne zmiany temperatury oraz ciśnienia. Im większa liczba płyt w wymienniku, tym lepsza wydajność pojedynczego urządzenia lub całej instalacji składającej się z szeregu połączonych ze sobą pojedynczych urządzeń.