Wärmetauscher werden üblicherweise für die elektrische Kühlung verwendet, und selbst einfache Konstruktionen können erheblich dazu beitragen, die mit der elektrischen Kühlung verbundenen Gemeinkosten zu senken. Allerdings haben sich die Konstruktionen von Wärmetauschern im Laufe der Jahre erheblich weiterentwickelt, um anspruchsvollere Anforderungen an die elektrische Kühlung zu erfüllen, was die Wahl des richtigen Wärmetauschers schwieriger denn je macht. Scrollen Sie nach unten, um mehr über die neuesten Designs und ihre Anwendungen zu erfahren.
Inhaltsverzeichnis
Marktanalyse für Wärmetauscher
Was sind Wärmetauscher?
Was ist bei der Auswahl eines Wärmetauschers zu beachten?
Fazit
Marktanalyse für Wärmetauscher
Der globale Wärmetauschermarkt wurde mit US-Dollar bewertet17.58 Es wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach einem verbesserten Wärmemanagement in verschiedenen Sektoren wie Lebensmittel, Öl und Gas, Petrochemie, Energieerzeugung und Kühlung ansteigen wird Wachstum im Prognosezeitraum.
Darüber hinaus sollen technologische Fortschritte verbessert werden Hitze Die Langlebigkeit, Kosten, Energieeffizienz und Kompaktheit der Wärmetauscher werden in den kommenden Jahren den Umsatz ankurbeln. Die USA haben sich im Jahr 2022 aufgrund der Industrialisierung und schnellen Investitionen in die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zum Top-Markt entwickelt. Weitere wichtige Energiemärkte sind Japan, China, Indien und Russland.
Was sind Wärmetauscher?
Wärmetauscher sind Geräte, die Wärmeenergie von einer flüssigen Flüssigkeit auf eine andere übertragen, um die Temperatur eines Stoffes zu steuern. Wärmetauscher trennen typischerweise zwei Flüssigkeitsströme, einen kalten und einen heißen, mithilfe einer wärmeleitenden Platte und übertragen so Wärmeenergie von einem Strom zum anderen. Zu den gängigen Wärmetauschern gehören Heizkessel, Öfen, Kühlschränke, Klimaanlagen und Autokühler.
Wärme Austauscher Aufgrund ihres Designs werden sie üblicherweise in drei Typen eingeteilt: plattierte, Röhrengehäuse und ACHEs. Diese drei Typen unterscheiden sich stark in Design, Komplexität und Anwendungen.
Platten- oder Plattenwärmetauscher
Die dabei verwendeten Metallplatten Hitze Wärmetauscher fungieren als wärmeleitende Barriere zwischen den Flüssigkeiten. Kalte und heiße Flüssigkeiten zirkulieren zwischen den Platten, während feste Leitbleche, sogenannte Leitbleche, die Auswahlführung des Wärmetauschers zwischen ihnen leiten. Aufgrund ihrer größeren Oberfläche sind Plattenwärmetauscher effizienter als Röhrenwärmetauscher. Das Abdichten großer Dichtungen zwischen diesen Platten ist jedoch schwierig, wodurch diese Geräte auf die Produktion in kleinem Maßstab und Anwendungen mit niedriger Viskosität mit minimalen bis mittleren Betriebsdruck- und Temperaturanforderungen, typischerweise unter 150 °C, beschränkt sind.
Vorteile
Man geht davon aus, dass Plattenwärmetauscher fünfmal effizienter sind als Rohrbündelkonstruktionen, da sie mehr Wärme zurückgewinnen können. Außerdem nehmen sie weniger Stellfläche ein, haben eine längere Lebensdauer und sind wartungsarm. Die Platten können auch leicht inspiziert oder gereinigt werden. Darüber hinaus zeichnen sich Plattenwärmetauscher durch geringe Betriebskosten aus, da sie auf kleiner Oberfläche hohe Wärmeübertragungen erzielen können. Der Hauptaufwand entsteht durch den Austausch von Dichtungen und gelegentlich auch Platten.
Plattenwärmetauscher sind eine ausgezeichnete Wahl, da sie einen Ansatz mit naher Temperatur verwenden, bei dem kaltes Fluid auf eine Temperatur nahe der Temperatur des eintretenden heißen Fluids erhitzt wird, was eine stärkere Regeneration und Wärmerückgewinnung ermöglicht. Sie sind auch eine gute Wahl für Bereiche mit begrenztem Platzangebot.
Ein weiterer Vorteil ist die Modularität dieser Produkte: Sie lassen sich vor Ort leicht montieren und demontieren, da sie nur 6 % des Gewichts von Rohrbündeleinheiten wiegen.
Rohrbündelwärmetauscher
Bei Rohrbündelwärmetauschern sind eine Reihe rechteckiger oder runder Rohre in einem größeren, zylinderförmigen Gehäuse eingeschlossen. Die zu erhitzende oder zu kühlende Flüssigkeit strömt durch diese Rohre, während die Sekundärflüssigkeit (Wärmeübertragungsflüssigkeit) im Inneren des Mantels darüber strömt. Diese Strömung wird durch Leitbleche gelenkt, die auch die Rohrbündel stützen.
Diese Art von austauscher erfreut sich großer Beliebtheit und macht 60 % aller Wärmetauscher aus. Sie können sowohl in Umgebungen mit niedrigem als auch hohem Druck und hoher Temperatur eingesetzt werden, sind aber aufgrund ihrer robusten Konstruktion bestens für Hochdruckanwendungen geeignet. Außerdem verfügen sie über ein hohes Gewichts-Volumen-Verhältnis für die Wärmeübertragung. Rohrbündeltypen werden üblicherweise in Dampferzeugern, Kraftwerken sowie bei Öl- und Hydraulikflüssigkeitskühlungsanwendungen in Motoren verwendet.
Vorteile
Aufgrund der großen Abstände zwischen Mantel und Rohren eignet sich diese Konstruktion gut für Flüssigkeiten, die Partikel enthalten. Sie können auch höheren Drücken standhalten Hitze überträgt besser als andere Modelle, da sie über einen großen Druckbehältermantel mit Rohrbündeln im Inneren verfügen.
Darüber hinaus besteht bei Rohrbündelkonstruktionen eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass Flüssigkeiten die Ausrüstung verunreinigen. Unter Fouling versteht man die Ansammlung von Ablagerungen aus den bei der Wärmeübertragung vorbeiströmenden Flüssigkeiten. Darüber hinaus können bei der Verarbeitung stark verschmutzender Flüssigkeiten Leitbleche am Rohr angebracht werden, um die Turbulenz zu erhöhen und die Möglichkeit zu verringern, dass Partikel an der Innenseite der Rohre haften bleiben.
Luftgekühlte Wärmetauscher (ACHES)
Luftgekühlte Wärmetauscher, auch Lamellenventilatoren genannt, nutzen Luft, um Wärme direkt aus einem Flüssigkeitsstrom abzuführen. Ventilatoren drücken Luft über die Oberfläche der Rohrbündel oder Platten, die die Prozessflüssigkeit enthalten. Sie sind eine großartige Alternative zu herkömmlichen wassergekühlten Rohrbündelwärmetauschern, insbesondere wenn Wasser knapp ist.
Diese Art von Wärmetauscher wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Sie sind einfach zu bedienen und zu warten, da Luft keine Korrosion verursacht oder die Flüssigkeit verunreinigt. Darüber hinaus werden Umweltaspekte bei luftgekühlten Wärmetauschern ebenfalls als weniger besorgniserregend angesehen.
Vorteile
Es wird angenommen, dass ACHEs effizienter sind als Rohrbündel Designs. Da sie über ein geschlossenes Kreislaufsystem verfügen, besteht bei ihnen nur ein geringes Risiko einer Flüssigkeitskontamination. Darüber hinaus benötigen sie kein Wasser, was Wasserknappheit verhindert und die Notwendigkeit einer Wasserversorgung überflüssig macht Wasseraufbereitungsanlage. Darüber hinaus sind sie wartungsarm und müssen nicht häufig gereinigt werden.
Was ist bei der Auswahl eines Wärmetauschers zu beachten?
Der erste Schritt besteht darin, das Design und die Anwendungen des Wärmetauschers aus verschiedenen Perspektiven gründlich zu analysieren. Dazu gehört die Untersuchung des elektrischen Systems, der Wärmemanagementeigenschaften, des Designs und anderer Aspekte. Darüber hinaus sollte das System die richtige Größe haben, um in den verfügbaren Raum zu passen und eine optimale Kühleffizienz zu bieten. Die Ergebnisse dieser Analyse helfen bei der Bestimmung des besten Wärmetauschertyps für die jeweilige Anwendung.
Umgebungskühlung
Bei der Auswahl von Wärmetauschern lohnt es sich, sich über die Vorteile der Umgebungskühlung zu informieren: Der Prozess, bei dem die Innentemperatur des Schaltschranks knapp über der äußeren Umgebungstemperatur gehalten wird. In vielen Fällen erfüllt die Umgebungskühlung den Kühlbedarf eines Systems.
Die Kühlung kann mit umweltfreundlichen Methoden erfolgen, beispielsweise durch die Verwendung von Kühlflüssigkeiten zur Aufnahme und Weiterleitung von Elektroschrott Hitze. Darüber hinaus kann die Umstellung von herkömmlichen Methoden wie Luftkompressionseinheiten auf natürliche Umgebungskühlung zu einem energieeffizienteren und wartungsärmeren Betrieb führen.
Wärmemanagement
Wie oben dargelegt, hat ein optimiertes Kühlsystem zahlreiche Vorteile, darunter niedrigere Betriebskosten. Unternehmen sollten jedoch auch andere Bereiche in Betracht ziehen, in denen das Wärmemanagement optimiert werden kann und ob ein geeignetes System geeignet ist Hitze Ein Wärmetauscher kann das möglich machen.
Viele nutzen beispielsweise betriebsinterne Abwasseraufbereitungsprozesse, die eine konsequente Nutzung von Wärme erfordern. Wenn möglich, können Wärmetauscher so ausgelegt werden, dass sie die elektrische Abwärme für andere Anwendungen, beispielsweise die Abwasserbehandlung, wiederverwenden.
Anwendungen
Rohrbündelwärmetauscher werden in einer Vielzahl industrieller Prozesse eingesetzt, darunter Dampferzeugung, Ölraffinierung und -kühlung sowie Industriekühlung. Plattenwärmetauscher hingegen werden häufig in Öfen und chemischen Verarbeitungsanlagen eingesetzt.
Luftgekühlte Wärmetauscher werden häufig in der Öl- und Gasindustrie, in petrochemischen Anlagen und Raffinerien unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen sowie in Umgebungen mit korrosiven Flüssigkeiten eingesetzt.
Fazit
Wärmetauscher werden branchenübergreifend häufig eingesetzt, um Wärme von einem Medium auf ein anderes zu übertragen. Das Verständnis der Vorteile jedes Wärmetauscherdesigns ermöglicht es dem Einzelnen, bessere Entscheidungen bei der Auswahl des für ihn richtigen Wärmetauschers zu treffen und so die Produktivität und Präzision zu steigern. Besuchen Chovm.com um alle neuesten Innovationen zu sehen.
