Što je izmjenjivač topline?
Dizalice topline korisne su za smanjenje potrošnje energije i poboljšanje energetske učinkovitosti na ekološki prihvatljiv način. Sve veće zadovoljstvo HVAC tehnologijom diljem svijeta potiče potragu za boljim načinima da se izmjenjivači topline učine učinkovitijima.
Izmjenjivač topline ključan je za nesmetan rad cijelog sustava toplinske pumpe. Dok svi izmjenjivači dizalica topline slijede slične osnovne dizajne, vrhunske dizalice topline trebaju najbolje moguće izmjenjivače topline. Pogledajmo kako izmjenjivači topline rade, njihov dizajn, prikladnost i druge važne aspekte.
Što je izmjenjivač topline?
Izmjenjivač topline je uređaj koji se bavi bitnim aspektima procesa toplinske energije. Djeluje na principima termodinamike, omogućujući prijenos topline između tekućina različitih svojstava. Postoji niz dizajna izmjenjivača topline, koji se protežu od konvencionalnih do modernih inovacija.
Na specifične značajke dizajna utječu različite primjene kao što su industrijska prerađivačka postrojenja. Izmjenjivači topline su široko prihvaćeni uHVAC sustavizbog njihove učinkovite regulacije temperature i isplativosti. Njihova upotreba urashladni sustavitakođer je široko prihvaćen.
Kako se izmjenjuje toplina?
Načela toplinske dinamike određuju kako se toplina prenosi unutar uređaja. Toplina se prirodno kreće iz područja visoke temperature u područja s nižom temperaturom. Sustavi dizalica topline primarno prenose toplinu od izvora topline do hladnjaka, radeći na principu prijenosa topline, a ne njezinog stvaranja.
Različiti načini prijenosa topline osiguravaju učinkovito odvijanje procesa unutar rashladne tekućine. Izmjenjivač topline nije jedna jedinica, već kombinacija zavojnica, ploča, cijevi i drugih komponenti koje rade zajedno kako bi olakšale izmjenu topline. Zaronimo dublje:
●Kondukcija- Ovo uključuje prijenos topline između molekula s različitim kinetičkim energijama. Kada se molekule sudaraju, one s većom energijom predaju toplinu onima s nižom energijom. Izmjenjivači topline koriste stijenke koje djeluju kao barijere između tekućina, olakšavajući provođenje. Djeluju na temelju Fourierovog zakona provođenja topline, nastavljajući dok se ne postigne toplinska ravnoteža.
●Konvekcija -Upravljan Newtonovim zakonom hlađenja, ovaj proces uključuje prijenos toplinske energije dok se molekule kreću duž stijenki izmjenjivača topline. Zagrijane molekule se šire i dižu zbog svoje manje gustoće, prenoseći toplinu na hladnije molekule dok se kreću. Ovaj kontinuirani proces stvara konvekcijsku struju.
●Toplinsko zračenje-U tom se procesu elektromagnetska energija emitira s površine visoke temperature. Za razliku od kondukcije i konvekcije, zračenje ne zahtijeva medij za prijenos i teče slobodno.
Vrste izmjenjivača topline
Različite vrste izmjenjivača topline služe različitim funkcijama, a vrsta neizravnog kontakta je jedna kategorija. Ovi izmjenjivači topline koriste ploče i cijevi kao pregrade, osiguravajući da se uključene tekućine ne miješaju tijekom procesa izmjene topline.
Obično izrađene od metala, stijenke cijevi ili ploča ključne su komponente. Neizravni izmjenjivači topline mogu se dalje klasificirati u:
●Pločasti izmjenjivači topline- Ovi uređaji sastoje se od tankih ploča tijesno postavljenih jedna uz drugu, što omogućuje odvojeni protok tekućine. Oni obično koriste konfiguraciju protustrujnog toka i nude mogućnosti prilagodbe kao što su jastučići ili pločasti peraji.
●Ljuskasti i cijevni izmjenjivači topline- Ovaj tip se sastoji od više cijevi smještenih unutar većeg cilindričnog kućišta. Cijevi su izolirane, a tekućine teku unutar i na vanjskoj površini cijevi izmjenjivača topline. Ljuskasti i cijevni izmjenjivači topline podržavaju protustrujne i istodobne konfiguracije protoka i kompatibilni su s jednofaznim i dvofaznim tekućinama.
Kako radi izmjenjivač topline?
Kako rade izmjenjivači topline
Izmjenjivači topline su instrumenti dizajnirani da omoguće prijenos topline između molekula tekućine različitih temperatura. Izmjenjivači topline klima uređaja kompatibilni su s različitim vrstama tekućina kategoriziranih kao procesna tekućina ili pomoćna tekućina.
Rashladno sredstvo je tekućina koja se često koristi u modernim dizalicama topline, koje su vitalne komponente u raznim industrijama za operacije grijanja i hlađenja.
Funkcioniranje izmjenjivača topline u HVAC sustavima
HVAC sustavi prvenstveno koriste prostor za izmjenu toplinske energije. Izmjenjivač topline unutar HVAC sustava funkcionira izmjenom topline i hladnog zraka. Problemi s izmjenjivačima topline mogu značajno utjecati na ukupnu izvedbu HVAC sustava.
Neispravan izmjenjivač topline ne uspijeva olakšati proces izmjene topline, što dovodi do nelagode i ugrožavanja kvalitete zraka unutar zgrade.
