Funcționarea schimbătorului de căldură, tipuri și eficiență

schimbător de căldură este un element esențial al sistemelor de Incalzi, aer condiționat Da refrigerare. Asigură transferul de căldură între două fluide, fără ultima amestecare. Acest transfer are loc printr-un perete, cu capacități conductoare ridicate. Există diferite tipuri de schimbătoare de căldură, utilizate în diferite domenii. Cu explicația noastră, veți descoperi tot ce trebuie să știți despre schimbătorul de căldură, de la funcționarea sa principală până la eficiența sa, prin diferitele tipuri care pot fi găsite.

Rolul schimbătorului de căldură

Rolul schimbătorului de căldură este de a transfera energia termică dintr-un fluid în altul fără a le amesteca. În cazul unui sistem de incalzire sau producerea apei calde, Un prim fluid numit „încălzire”, considerat ca fluidul primar, servește la încălzirea fluidului secundar. Pentru un schimb bun, cele două fluide trebuie să aibă temperaturi diferite, de aceea unul este cald și celălalt rece.

Pentru a efectua transferul de căldură, schimbătorul de căldură are nevoie de un material suficient de conductiv pentru a optimiza schimbul, limitând în același timp cât mai mult posibil pierderile de căldură. De îndată ce transferul de căldură are loc între cele două fluide, schimbătorul de căldură și-a îndeplinit complet misiunea.

funcționarea

Trebuie remarcat faptul că schimbătorul de căldură nu este utilizat numai pentru încălzirea unui fluid. În funcție de sistemul pentru care este utilizat, funcția sa este de a garanta răcirea fluidului, acesta este cazul aparatelor de aer condiționat sau frigiderelor.

Principiul său de funcționare

Pentru a funcționa, schimbătorul de căldură are rețele paralele prin care fluidele curg la diferite temperaturi. Acestea sunt separate de un perete cu capacități conductive optime. Diferența de temperatură dintre cele două fluide este cea care permite schimbul de căldură. De fapt, cele mai fierbinți vor merge în mod natural la cele mai reci, încălzind imediat și pierzând calorii. Prin urmare, atunci când intră fierbinte în schimbătorul de căldură, fluidul primar va încălzi fluidul secundar care este rece. Se lasă apoi să se răcească, în timp ce al doilea fluid este încălzit.

Natura și evoluția fluidelor

Fluidele pot avea o natură diferită în funcție de schimbătorul de căldură utilizat. Prin urmare, există schimbătoare de căldură ale căror fluide sunt:

  • Apă
  • Un lichid de răcire
  • Din aer
  • De ulei
  • Abur de apă

Aceste fluide pot evolua diferit de la un schimbător de căldură la altul. Prin urmare, pot circula:

  • Dimpotrivă, atunci când se deplasează într-o direcție opusă unul altuia
  • Curenți paraleli sau concurenți atunci când ambii se mișcă în aceeași direcție
  • Trece curenții imediat ce se mișcă atât în ​​contracurent, cât și în co-curent.

Evoluția co-curentă nu este populară, deoarece celelalte două posibilități sunt mai eficiente. Prin urmare, există mulți schimbători de căldură ale căror fluide se deplasează în amonte sau curenții transversali.

Cele mai folosite materiale

Pentru ca schimbătorul de căldură să funcționeze bine, capacitatea conductivă a unui material este primordială. De fapt, cu cât materialul este mai conductiv, cu atât este mai mare schimbul de căldură optim și eficient. Printre cele mai utilizate materiale, găsim:

  • Cupru
  • Oțel inoxidabil
  • Aluminiu
  • Oţel