Что такое теплообменник?

Что такое теплообменник?

Теплообменник — это устройство, которое передает тепло между жидкостями, такими как воздух и вода.

Типичным устройством, которое использует теплообменник, является кондиционер, машина, которая регулирует температуру в помещении с помощью теплообменника между хладагентом и воздухом. Были разработаны различные конструкции, и необходим соответствующий выбор в соответствии с жидкостью, используемой для теплообмена.

Применение теплообменников

Теплообменники используются в различных областях применения: от бытовой техники до промышленных приложений.

Ниже приведены примеры применения теплообменников:

• Оборудование для кондиционирования воздуха, такое как бытовые кондиционеры и водонагреватели
• Радиаторы в автомобилях
• Коммерческие холодильники на заводах по производству замороженных продуктов
• Регулирование температуры газа на технологических предприятиях
• Конденсаторы паровых турбин и угольные экономайзеры
• Охлаждение ЦП в компьютерах

В быту теплообменники используются в кондиционерах и холодильниках. Они поддерживают необходимую температуру, передавая тепло из помещения или внутрь шкафа. Теплообменники также используются в водонагревателях и системах подогрева пола.

В промышленности существует бесчисленное множество примеров. Заводы с промышленными печами используют промышленную или морскую воду для охлаждения своих рубашек в теплообменниках. Теплообменники также широко используются на объектах инфраструктуры, таких как электростанции, а конденсаторы в паровой энергетике также являются типом теплообменника.

Теплообменники, такие как радиаторы, используются для охлаждения компьютеров. Это изделие со множеством радиаторов, которые устанавливаются непосредственно на теплогенерирующую среду и используют окружающий воздух в качестве охлаждающей среды.

Принцип работы теплообменников

Теплообменник состоит из труб и ребер.

Трубопровод — это структура, через которую протекает нагреваемая или охлаждаемая среда. Обычно они изготавливаются из металла, и доступны различные изделия, такие как нержавеющая сталь и медь, в зависимости от области применения. Когда через них протекает жидкость, которая служит источником тепла, они называются трубой теплоносителя, а когда через них протекает жидкость, которая служит источником охлаждения, они называются трубой хладагента.

Ребро — это структура, которая эффективно рассеивает тепло. Алюминий часто используется из-за его превосходных характеристик теплопередачи. Они крепятся к трубам в виде складок.

В зависимости от направления потока низкотемпературной и высокотемпературной жидкости, существует два типа: противоточный и параллельный поток. Когда они текут в противоположных направлениях, они относятся к типу противоточного потока, а когда они текут в одном направлении, они относятся к типу параллельного потока. Вообще говоря, тип направленного потока более эффективен для теплообмена.

Типы теплообменников

Типичные типы конструкций теплообменников включают многотрубчатые теплообменники, пластинчатые теплообменники и спиральные теплообменники. Другие типы включают воздушно-ребристый тип, ребристо-трубчатый тип и змеевиковый тип.

1. Многотрубчатый теплообменник

Многотрубчатый теплообменник состоит из толстой круглой трубы и множества тонких круглых труб внутри круглого кольца. Жидкость, подлежащая обмену, течет в толстую трубу, а хладагент или охлаждающая вода течет в тонкую трубу. Поскольку каждая труба разделена, жидкости не смешиваются, и между ними происходит теплообмен.

2. Пластинчатый теплообменник

Этот теплообменник состоит из ряда специально обработанных металлических пластин теплопередачи, которые установлены друг на друга, а высокотемпературная и низкотемпературная жидкости попеременно протекают через пластины.

Этот теплообменник легко достигает эффекта турбулентного потока и высокой скорости теплообмена. Они также имеют преимущество компактной конструкции и с меньшей вероятностью вызовут проблемы с точки зрения места установки. Благодаря многоярусной структуре пластин теплопередачи количество пластин может быть изменено в соответствии с требованиями процесса. Однако трудно использовать этот тип теплообменника с жидкостями, которые имеют высокую вязкость или содержат частицы, так как эти жидкости могут вызвать закупорку между пластинами.

3. Теплообменник спирального типа

Спиральный теплообменник — это теплообменник, который обменивается теплом между двумя жидкостями в спиральном потоке, где две жидкости не смешиваются.

Внутренняя часть канала представляет собой единый путь потока, и даже если вещество прилипает к стенкам теплообменника, его можно оторвать от стенок. Это происходит из-за того, что ширина канала сокращается, а скорость потока увеличивается. Поэтому он подходит для теплообмена жидкостей, содержащих примеси.

4. Воздушно-ребристый теплообменник

Этот теплообменник состоит из трубки и вентилятора. Он используется для охлаждения. Охлаждаемая жидкость протекает через трубку и охлаждается проходящим через нее воздухом с помощью мощности вентилятора.

5. Ребристо-трубчатый теплообменник

Этот тип теплообменника имеет ребра (теплообменные пластины), установленные на трубчатых трубках для увеличения площади теплопередачи. Этот тип теплообменника используется в теплообменниках кондиционеров.

6. Теплообменник змеевикового типа

Это теплообменник, в котором трубки теплопередачи свернуты в спираль, а внешняя часть окружена цилиндром или чем-то подобным. Охлаждающая или нагревательная среда вставляется в трубку для обмена теплом со стороной трубки.