Ce este un schimbător de căldură?
Pompele de căldură sunt utile pentru reducerea consumului de energie și pentru îmbunătățirea eficienței energetice într-un mod ecologic. Satisfacția tot mai mare la nivel mondial față de tehnologia HVAC conduce la căutarea unor modalități mai bune de a face schimbătoarele de căldură mai eficiente.
Schimbătorul de căldură este crucial pentru menținerea întregului sistem de pompă de căldură în funcțiune. În timp ce toate schimbătoarele cu pompe de căldură urmează modele de bază similare, pompele de căldură de top au nevoie de cele mai bune schimbătoare de căldură posibile. Să analizăm cum funcționează schimbătoarele de căldură, designul, adecvarea acestora și alte aspecte importante.
Ce este un schimbător de căldură?
Un schimbător de căldură este un dispozitiv care se ocupă de aspectele esențiale ale procesului de energie termică. Funcționează pe baza principiilor termodinamicii, permițând transferul de căldură între fluide cu proprietăți diferite. Există o gamă largă de modele de schimbătoare de căldură, de la inovații convenționale la cele moderne.
Caracteristicile specifice de proiectare sunt influențate de diverse aplicații, cum ar fi instalațiile de prelucrare industrială. Schimbătoarele de căldură au câștigat o acceptare pe scară largă însisteme HVACdatorită reglării eficiente a temperaturii și rentabilității. Utilizarea lor însisteme de refrigerareeste, de asemenea, larg îmbrățișat.
Cum se face schimbul de căldură?
Principiile dinamicii termice guvernează modul în care căldura este transferată în interiorul dispozitivului. Căldura se deplasează în mod natural din zonele cu temperatură ridicată în cele cu temperatură mai scăzută. Sistemele cu pompe de căldură transferă în primul rând căldura de la o sursă de căldură la un radiator, funcționând pe principiul deplasării căldurii, mai degrabă decât generarea acesteia.
Diverse moduri de transfer de căldură asigură că procesul are loc eficient în lichidul de răcire. Un schimbător de căldură nu este o singură unitate, ci mai degrabă o combinație de bobine, plăci, tuburi și alte componente care lucrează împreună pentru a facilita schimbul de căldură. Să aprofundăm:
●Conducere- Aceasta presupune transferul de căldură între molecule cu energii cinetice diferite. Când moleculele se ciocnesc, cele cu energie mai mare transferă căldură către cele cu energie mai mică. Schimbătoarele de căldură utilizează pereți care acționează ca bariere între fluide, facilitând conducerea. Ele funcționează pe baza Legii lui Fourier a conducerii căldurii, continuând până la atingerea echilibrului termic.
●Convecție -Guvernat de Legea răcirii lui Newton, acest proces implică transferul de energie termică pe măsură ce moleculele se deplasează de-a lungul pereților schimbătorului de căldură. Moleculele încălzite se extind și cresc datorită densității lor mai mici, transferând căldura către moleculele mai reci pe măsură ce se mișcă. Acest proces continuu creează un curent de convecție.
●Radiație termala-În acest proces, energie electromagnetică este emisă de pe o suprafață cu temperatură ridicată. Spre deosebire de conducție și convecție, radiația nu necesită un mediu de transfer și curge liber.
Tipuri de schimbătoare de căldură
Diferite tipuri de schimbătoare de căldură îndeplinesc diferite funcții, tipul de contact indirect fiind o categorie. Aceste schimbătoare de căldură folosesc plăci și tuburi ca partiții, asigurându-se că fluidele implicate nu se amestecă în timpul procesului de schimb de căldură.
Construiți de obicei din metal, pereții tuburilor sau plăcilor sunt componente cheie. Schimbătoarele indirecte de căldură pot fi clasificate în continuare în:
●Schimbătoare de căldură cu plăci- Aceste dispozitive constau din plăci subțiri strâns împachetate, permițând fluxul separat al fluidului. Ele folosesc de obicei o configurație de curgere în contracurent și oferă opțiuni de personalizare, cum ar fi aripioare de pernă sau aripioare de placă.
●Schimbatoare de caldura cu manta si tub- Acest tip cuprinde mai multe tuburi adăpostite într-o carcasă cilindrice mai mare. Tuburile sunt izolate, fluidele curgând în interiorul și pe suprafața exterioară a tuburilor schimbătorului de căldură. Schimbatoarele de caldura cu manta si tuburi suporta atat configuratii de curgere in contracurent, cat si concurente si sunt compatibile atat cu fluide monofazate cat si cu fluide dubla.
Cum funcționează schimbătorul de căldură?
Cum funcționează schimbătoarele de căldură
Schimbătoarele de căldură sunt instrumente concepute pentru a permite transferul de căldură între molecule de fluide la diferite temperaturi. Schimbătoarele de căldură ale aparatelor de aer condiționat sunt compatibile cu o gamă diversă de tipuri de fluide, clasificate ca fluid de proces sau fluid utilitar.
Agentul frigorific este un fluid utilizat în mod obișnuit în pompele de căldură moderne, care sunt componente vitale în diverse industrii, atât pentru operațiunile de încălzire, cât și de răcire.
Funcționarea schimbătoarelor de căldură în sistemele HVAC
În primul rând, sistemele HVAC utilizează spațiu pentru schimbul de energie termică. Schimbătorul de căldură din sistemele HVAC funcționează prin schimbul de căldură și aer rece. Problemele cu schimbătoarele de căldură pot avea un impact semnificativ asupra performanței generale a sistemului HVAC.
Un schimbător de căldură care funcționează defectuos nu reușește să faciliteze procesul de schimb de căldură, ceea ce duce la disconfort și calitatea aerului compromisă în interiorul clădirii.
