HVAC-Wärmetauscher erklärt

HVAC-Wärmetauscher erklärt. In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Arten von Wärmetauschern erörtern, die in der HLK- und Gebäudetechnik sowohl für Wohngebäude als auch für gewerbliche Objekte eingesetzt werden. Wir werden uns auch ansehen, wie diese auf Systemkomponenten angewandt werden, um die gebaute Umgebung zu konditionieren, wobei wir das Funktionsprinzip gängiger HLK-Wärmetauscher mit Animationen abdecken.
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Was ist ein Wärmetauscher?

Ein Wärmetauscher ist genau das, was der Name schon sagt: ein Gerät zur Übertragung (Austausch) von Wärme oder thermischer Energie. Wärmetauscher erhalten entweder eine heiße Flüssigkeit zum Heizen oder eine kalte Flüssigkeit zum Kühlen.

  • Eine Flüssigkeit kann entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas sein
  • Wärme fließt immer von heiß nach kalt
  • Es muss ein Temperaturunterschied bestehen, damit Wärme fließen kann

Wie wird Wärme ausgetauscht?

Wärmeenergie wird auf drei Arten übertragen.

  • Konduktion
  • Konvektion
  • Strahlung

Die meisten Wärmetauscher für HLK-Zwecke verwenden Konvektion und Konduktion. Strahlungswärmeübertragung kommt zwar vor, macht aber nur einen geringen Prozentsatz aus.

Konduktionswärmeübertragung

Thermisches Bild: Konduktionswärmeübertragung

Konduktion tritt auf, wenn sich zwei Materialien mit unterschiedlichen Temperaturen physisch berühren. Wenn wir zum Beispiel eine heiße Tasse Kaffee für ein paar Minuten auf einen Tisch stellen und dann die Tasse wegnehmen, hat der Tisch einen Teil der Wärmeenergie weitergeleitet.

Konvektionswärmeübertragung

Konvektionswärmeübertragung

Konvektion tritt auf, wenn sich Flüssigkeiten bewegen und die Wärmeenergie wegtragen. Dies kann auf natürliche Weise oder durch mechanische Kraft, z. B. durch einen Ventilator, geschehen. Ein Beispiel dafür ist, wenn man auf einen heißen Löffel Suppe bläst. Sie blasen den Löffel an, um die Suppe abzukühlen, und die Luft trägt die Wärme ab.

Strahlungswärmeübertragung

Strahlungswärmeübertragung

Strahlung entsteht, wenn eine Oberfläche elektromagnetische Wellen aussendet. Alles, auch du, gibt eine gewisse Wärmestrahlung ab. Je heißer eine Oberfläche ist, desto mehr Wärmestrahlung gibt sie ab. Ein Beispiel dafür wäre die Sonne. Die Wärme der Sonne wandert als elektromagnetische Wellen durch den Raum und erreicht uns ohne Zwischenraum.

Verwendete Fluide

Die in HLK-Systemen verwendeten Fluide umfassen in der Regel Wasser, Dampf, Luft, Kältemittel oder Öl als Übertragungsmedien. HLK-Wärmetauscher erfüllen in der Regel eine von zwei Aufgaben: Sie erwärmen oder kühlen Luft oder Wasser. Einige werden aus Leistungsgründen zum Kühlen oder Heizen von Geräten verwendet, die meisten jedoch zur Aufbereitung von Luft oder Wasser.

Typen von Wärmetauschern.

Die meisten Wärmetauscher sind in einer von zwei Ausführungen erhältlich. Entweder die Schlangen- oder die Plattenbauweise. Werfen wir einen Blick auf die Grundlagen, wie beide funktionieren, und sehen wir uns dann an, wie sie auf gängige Wärmetauscher in Systemen angewendet werden.

Rohrschlangen-Wärmetauscher – vereinfacht

Grundlegender Rohrschlangen-Wärmetauscher

Rohrschlangen-Wärmetauscher in ihrer einfachsten Form verwenden ein oder mehrere Rohre, die mehrmals hin und her laufen. Das Rohr trennt die beiden Fluide voneinander. Ein Fluid fließt im Inneren des Rohrs und ein anderes auf der Außenseite. Schauen wir uns ein Heizungsbeispiel an. Die Wärme wird von der heißen inneren Flüssigkeit durch Konvektion auf die Rohrwand übertragen, dann wird sie durch die Rohrwand auf die andere Seite geleitet, und die äußere Flüssigkeit führt sie ebenfalls durch Konvektion ab.

Plattenwärmetauscher – vereinfacht

Grundlegender Plattenwärmetauscher

Plattenwärmetauscher verwenden dünne Metallplatten zur Trennung der beiden Flüssigkeiten. Die Flüssigkeiten fließen im Allgemeinen in entgegengesetzter Richtung, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Die Wärme des heißesten Fluids wird an die Plattenwand konvektiert und dann auf die andere Seite weitergeleitet. Die andere Flüssigkeit, die mit einer niedrigeren Temperatur eintritt, führt diese dann durch Konvektion ab.

Schauen wir uns genauer an, wie diese Arten von Wärmetauschern in HLK-Anwendungen eingesetzt werden.

Rippenrohrschlange (Flüssigkeit)

Rippenrohrschlangen-Wärmetauscher

Rippenrohre werden oft einfach als Schlange bezeichnet, z. B. als Heiz- oder Kühlschlange. Sie sind weit verbreitet. Man findet sie in Lüftungsgeräten, Gebläsekonvektoren, Kanalsystemen, Verdampfern und Kondensatoren von Klimaanlagen, auf der Rückseite von Kühlschränken, in Rohrheizkörpern und so weiter.

Bei diesen Wärmetauschern strömt normalerweise Wasser, Kältemittel oder Dampf durch die Innenseite und Luft auf der Außenseite.

Bei der Lufterwärmung mit erhitztem Wasser beispielsweise fließt das heiße Wasser im Inneren des Rohrs und gibt seine Wärmeenergie durch Konvektion an die Rohrwand ab. Die Luft, die außen vorbeiströmt, führt diese Wärme durch Konvektion ab.

Die Lamellen, die normalerweise zwischen allen Rohren angebracht sind, liegen direkt im Weg des Luftstroms und helfen dabei, die Wärme aus dem Rohr zu ziehen und an die Luft abzugeben, da dies als Vergrößerung der Rohroberfläche wirkt. Mehr Oberfläche = mehr Platz für die Wärmeübertragung.

Kanalplattenwärmetauscher

Kanalplattenwärmetauscher

Kanalplattenwärmetauscher werden in Lüftungsanlagen eingesetzt, um Wärmeenergie zwischen den Zu- und Abluftströmen auszutauschen, ohne dass Feuchtigkeit übertragen wird und ohne dass die Luftströme vermischt werden. Der Wärmetauscher besteht aus dünnen Metallblechen, in der Regel aus Aluminium, wobei die beiden Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Temperaturen in entgegengesetzte diagonale Richtungen strömen.

Die Wärme des einen Stroms wird durch Konvektion auf die dünnen Metallbleche übertragen, die die Ströme voneinander trennen, und wird dann durch das Metall geleitet, wo sie durch erzwungene Konvektion in den anderen Strom übertragen wird.

Grabenheizung

Grabenheizung

Grabenheizungen werden um den Umfang eines Gebäudes herum, gewöhnlich unter einem Fenster oder einer Glaswand, installiert und sind in neuen Geschäftsgebäuden sehr verbreitet. Sie werden in den Fußboden eingebaut und sollen den Wärmeverlust durch das Glas verringern und die Bildung von Kondenswasser verhindern.

Sie tun dies, indem sie eine Wand mit konvektiven Luftströmen erzeugen. Heizlüfter verwenden in der Regel Warmwasser oder elektrische Heizelemente zur Erwärmung der Luft. Durch ihre Positionierung am Boden haben sie Zugang zur kältesten Luft im Raum. Der Wärmetauscher gibt über ein Rippenrohr Wärme an diese ab, wodurch sich die kalte Luft erwärmt und zur Decke aufsteigt. Während diese warme Luft nach oben steigt, strömt kältere Luft in den Raum und nimmt ihren Platz ein. Dadurch entsteht eine Konvektionsströmung und eine thermische Grenze zwischen dem Glas und dem Raum.

Kanalheizkörper – offenes Heizelement

Kanalheizkörper

Offene Heizelemente werden meist in Kanälen, Öfen und manchmal in Gebläsekonvektoren verwendet. Sie arbeiten mit freiliegenden stromführenden Spulen aus hochohmigem Metall, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärmetauscher werden direkt in den Luftstrom platziert, und während die Luft über die Spulen strömt, wird die Wärmeenergie durch Konvektion übertragen. Sie sorgen für eine gleichmäßige Erwärmung des Luftstroms, werden aber nur dort eingesetzt, wo es sicher ist und nicht leicht zugänglich.

MicroChannel-Wärmetauscher

Microchannel-Wärmetauscher

Microchannel-Wärmetauscher sind eine Weiterentwicklung der Rippenrohrschlange und bieten einen besseren Wärmeaustausch, werden aber nur für Kälte- und Klimaanlagen verwendet. Sie finden diese Art von Wärmetauschern in luftgekühlten Kältemaschinen, Verflüssigungssätzen, Klimageräten für Wohngebäude, Lufttrocknern, Kühlschränken und Dachgeräten usw.

Diese Art von Wärmetauschern arbeitet ebenfalls mit Konvektion als Hauptmethode der Wärmeübertragung. Der Mikrokanal-Wärmetauscher hat einen einfachen Aufbau. Auf jeder Seite befindet sich ein Sammler, zwischen den Sammlern verlaufen einige flache Rohre mit dazwischenliegenden Rippen. Durch die Lücken in den Lamellen strömt Luft, um die Wärmeenergie abzutransportieren.

Das Kältemittel tritt durch den Sammler ein und strömt dann durch die Flachrohre, bis es den anderen Sammler erreicht. Die Verteiler enthalten Leitbleche, die die Strömungsrichtung des Kältemittels steuern und dazu dienen, das Kältemittel mehrmals in einer Schleife durch die Rohre zu leiten, um die Verweildauer in den Rohren zu verlängern und damit die Möglichkeit zu erhöhen, Wärmeenergie zu übertragen.

Im Inneren jedes Flachrohrs befinden sich eine Reihe kleiner Löcher, die als Mikrokanäle bezeichnet werden und sich über die gesamte Länge jedes Flachrohrs erstrecken. Durch diese Mikrokanäle wird die Oberfläche des Wärmetauschers erheblich vergrößert, wodurch mehr Wärmeenergie aus dem Kältemittel in das Metallgehäuse des Wärmetauschers gelangen kann. Der Temperaturunterschied zwischen dem Kältemittel und der Luft bewirkt, dass die Wärme durch das Flachrohrgehäuse und in die Lamellen geleitet wird. Wenn die Luft durch die Zwischenräume strömt, wird die Wärmeenergie durch Konvektion abgeführt.

Ofenverdampfer

Ofenverdampfer

Ofenverdampfer sind häufig in großen Häusern und kleinen Gewerbeobjekten mit kleinen Kanalsystemen zu finden. Es gibt auch größere Wärmetauscher, die nach einem ähnlichen Prinzip arbeiten, aber für größere Systeme, vor allem für RLT-Anlagen in mittleren bis großen Gewerbegebäuden. Das Register im Verdampfer eines Ofens funktioniert wie ein Rippenrohr-Wärmetauscher und verwendet ein Kältemittel auf der Innenseite und Luft aus dem Kanal auf der Außenseite. Die Luft, die durch die Rohre strömt, überträgt ihre Wärme durch erzwungene Konvektion, diese wird dann durch die Rohrwand durch Konduktion übertragen, das Kältemittel auf der Innenseite trägt diese Wärme durch erzwungene Konvektion weg, das Kältemittel siedet und verdampft weg zum Kompressor.

Radiatoren

Radiatoren

Sie sind sehr häufig, vor allem in Europa und Nordamerika, in Häusern und älteren gewerblichen Gebäuden. Sie werden an den Wänden, typischerweise unter einem Fenster, montiert und dienen der Raumheizung. Ihre Funktion ist sehr einfach: Sie sind in der Regel an eine Warmwasserleitung angeschlossen, die von einem Heizkessel mit heißem Wasser versorgt wird.

Das Wasser tritt durch ein Rohr mit kleinem Durchmesser ein und fließt in das Innere des Heizkörpers. Die Innenfläche des Heizkörpers ist größer als das Rohr, was die Wassergeschwindigkeit verlangsamt, so dass mehr Zeit für die Wärmeübertragung zur Verfügung steht.

Die Wärme des Wassers wird durch Wärmeleitung an die Metallwände des Heizkörpers übertragen. An der Außenseite des Heizkörpers befindet sich die Luft des Raumes. Wenn diese Luft mit der heißen Oberfläche des Heizkörpers in Berührung kommt, überträgt sich die Wärme auf die Luft, die sich dadurch ausdehnt und aufsteigt. Kältere Luft strömt dann nach und ersetzt diese Luft, wodurch ein ständiger Kreislauf sich bewegender Luft entsteht, der den Raum erwärmt; diese sich bewegende Luft ist also Konvektionswärmeübertragung. Der Heizkörper hat in der Regel einige Rippen an der Rückseite oder zwischen den Platten, vor allem bei neuen Heizkörpern, die nur dazu dienen, die Oberfläche des Heizkörpers zu vergrößern, um mehr Wärme an die Luft abgeben zu können. Heizkörper sind falsch benannt, da sie die Wärme hauptsächlich durch Konvektion übertragen.

Manchmal findet man speziell entworfene Heizkörper, die an Dampfsysteme angeschlossen sind, aber das wird immer seltener, früher wurde auch Öl verwendet, aber das ist heutzutage ziemlich selten.

Wasserheizelement

Wasserheizelement

Das Wasserheizelement findet man in der Regel in Wärmetauschern und Wassererhitzern, manchmal wird es auch in den Becken offener Kühltürme verwendet, um zu verhindern, dass das Wasser im Winter einfriert. Dabei wird eine Metallspule entlang des Rohrs verwendet, die einen hohen Widerstandswert aufweist. Dieser Widerstand erzeugt Wärme. Die Spule ist isoliert, um den Stromfluss einzudämmen, aber den Fluss der Wärmeenergie zu ermöglichen. Das Heizelement wird in einen Wassertank getaucht, und die Wärme wird aus dem Element in das Wasser geleitet. Das Wasser, das mit dem Heizelement in Berührung kommt, wird dadurch erwärmt und steigt im Tank nach oben. Dann fließt kühleres Wasser nach, um das erwärmte Wasser zu ersetzen, und der Kreislauf setzt sich fort.

Rotationsrad

Rotationsrad-Wärmetauscher

Diese Art von Wärmetauschern befindet sich in der Regel in einem Lüftungsgerät zwischen den Zu- und Abluftströmen. Sie arbeiten mit einem kleinen Elektromotor, der mit einem Riemen verbunden ist und die Wärmetauscherscheibe, die sich direkt im Luftstrom zwischen Abluft und Frischluft befindet, langsam dreht. Die Luft strömt direkt durch die Scheibe, kommt dabei aber mit dem Material des Rades in Kontakt. Das Material der Wärmetauscherscheibe nimmt thermische Energie aus einem Luftstrom auf und gelangt bei seiner Drehung in den zweiten Luftstrom, wo es die aufgenommene thermische Energie wieder abgibt. Diese Art von Wärmetauscher führt aufgrund der kleinen Spalten, in denen sich das Rad dreht, zu einer geringen Vermischung von Flüssigkeit zwischen dem Ansaug- und dem Abluftstrom. Daher kann er nicht dort eingesetzt werden, wo starke Gerüche oder giftige Dämpfe verwendet werden.

Diese Wärmetauscher können in den Wintermonaten eingesetzt werden, um die Wärme aus dem Abluftstrom des Gebäudes zurückzugewinnen, wobei diese Wärme vom Wärmerad aufgefangen und in den Frischluftstrom übertragen wird, der viel kühler ist als die Luft im Gebäude.
Diese Wärmetauscher können auch in den Sommermonaten verwendet werden, um kalte Luft aus dem Abgasstrom des Gebäudes zurückzugewinnen und sie zur Kühlung des Frischlufteinlasses zu verwenden.

Wasserheizkessel

Wie ein Heizkessel funktioniert

Solche großen Heizkessel findet man vor allem in mittleren bis großen gewerblichen Gebäuden in kühleren Klimazonen. In Privathäusern und kleineren Gebäuden werden viel kleinere Versionen verwendet, die in der Regel an der Wand montiert werden. Von beiden gibt es viele Varianten, aber dieser Typ ist sehr verbreitet.

In der Brennkammer wird der Brennstoff (in der Regel Gas oder Öl) verbrannt, und die heißen Abgase werden durch eine Reihe von Rohren geleitet, bis sie den Schornstein erreichen und in die Atmosphäre entlassen werden. Die Rohre und die Brennkammer sind von Wasser umgeben. Die Wärme konvektiert an den Rohrwänden und wird dann in das Wasser geleitet, das dann durch Konvektion abtransportiert wird. Je nach Auslegung der Anlage verlässt das Wasser entweder als erhitztes Wasser oder als Dampf. Die Geschwindigkeit der Pumpe sowie die Menge des verbrannten Brennstoffs können variiert werden, um die Temperatur und die Durchflussmenge zu verändern.

Wärmerohr

Wärmerohr

Sie finden diese in solarthermischen Warmwasserbereitern und einigen Wärmerückgewinnungsanlagen. Bei der solarthermischen Anwendung wird eine Röhre aus Spezialglas verwendet, die von der gesamten Luft evakuiert wird, um ein Vakuum zu erzeugen, und dann versiegelt wird. Die innere Schicht der Röhre ist mit einer speziellen Beschichtung versehen. Die Beschichtung und das Vakuum wirken zusammen, um zu verhindern, dass die Wärme aus der Röhre entweicht, sobald sie in die Röhre eintritt, und tragen dazu bei, dass sie in das Wärmerohr in der Mitte gelangt.

Das Wärmerohr hat auf jeder Seite eine Rippe, die mit der Röhrenbeschichtung verbunden ist, um die Wärmeenergie aufzunehmen.

Das Wärmerohr ist ein versiegeltes, langes, hohles Kupferrohr, das über die gesamte Länge der Glasröhre verläuft und oben einen hervorstehenden Kolben hat. Der Kolben ist mit einem Sammler verbunden, durch den kühles Wasser über den Kolbenkopf geleitet wird.

Im Inneren des Wärmerohrs befindet sich ein Wassergemisch, das unter sehr niedrigem Druck steht. Dieser niedrige Druck ermöglicht es dem Wasser, mit geringer Wärmezufuhr zu Dampf zu verdampfen. Der Dampf steigt dann in den Kolben auf, wo er seine Wärme an das durch das Sammelrohr fließende Wasser abgibt. Wenn der Dampf seine Wärme abgibt, kondensiert er und fällt wieder nach unten, um den Zyklus zu wiederholen. Das Rohr absorbiert Wärmestrahlung, die dann in das Rohr geleitet wird. Das Wasser im Inneren konvektiert diese bis zum Kolben, die Wärme wird durch die Rohrwand geleitet und durch Konvektion in den Wasserstrom abgeführt.

Kühlbalken

Kühlbalken-Wärmetauscher

Es gibt zwei Arten von Kühlbalken, passive und aktive. Beide werden meist in gewerblichen Gebäuden eingesetzt.

Aktive Kühlkonvektoren arbeiten, indem sie eine kühle Flüssigkeit, in der Regel Wasser, durch einen Rippenrohrwärmetauscher leiten. Anschließend wird Luft in den Kühlbalken geleitet, die durch speziell angeordnete Düsen austritt. Diese Luft bewegt sich über das Rippenrohr und bläst die kalte Luft in den Raum. Es handelt sich also um erzwungene Konvektion.

Passive Kühlkonvektoren verwenden ebenfalls einen Rippenrohr-Wärmetauscher, haben aber keinen Luftkanal angeschlossen. Stattdessen erzeugen sie eine natürliche Konvektionsströmung durch Abkühlung der warmen Luft in Deckenhöhe. Diese abgekühlte Luft sinkt dann nach unten und wird durch wärmere Luft ersetzt, wo sich der Zyklus wiederholt.

Ofenheizung

Ofenheizungen sind in Häusern mit kanalisierten Klimaanlagen üblich. Sie sind in Nordamerika sehr verbreitet. Ofenheizungen verwenden einen Wärmetauscher, der direkt in den Luftkanal eingebaut wird. Der Brennstoff wird verbrannt und das heiße Gas durch den Wärmetauscher geleitet, dessen Wärme in die Wände des Wärmetauschers konveziert wird. Die kühlere Luft aus dem Kanal strömt über die andere Seite und verursacht einen Temperaturunterschied, so dass die Wärme des Gases durch die Wand geleitet wird und durch Konvektion abtransportiert wird.

Plattenwärmetauscher

Es gibt zwei Haupttypen von Plattenwärmetauschern, die mit Dichtungen und die mit gelöteten Platten. Beide sind sehr effektiv bei der Übertragung von Wärmeenergie, für eine noch höhere Effizienz und kompakte Bauweise können Sie Mikroplattenwärmetauscher für viele Anwendungen verwenden. Wir haben alle diese Wärmetauscher bereits ausführlich behandelt.

Das Wichtigste über diese beiden Arten von Wärmetauschern ist, dass der Dichtungstyp zerlegbar ist und seine Heiz- oder Kühlkapazität einfach durch Hinzufügen oder Entfernen von Wärmeübertragungsplatten erhöht oder verringert werden kann. Sie werden vor allem in Hochhäusern eingesetzt, um Kältemaschinen, Heizkessel und Kühltürme indirekt an die Heiz- und Kühlkreisläufe anzuschließen und um Gebäude an Fernwärmenetze anzuschließen.

Lotierte Plattenwärmetauscher

Lotierte Plattenwärmetauscher sind versiegelte Einheiten, die nicht demontiert werden können, ihre Heiz- oder Kühlleistung ist fest. Sie werden für Anwendungen wie Wärmepumpen, Kombikessel, Wärmeschnittstellengeräte, indirekt angeschlossene Wärmetauscher usw. verwendet.

Beide arbeiten, indem sie Fluide in der Regel in entgegengesetzter Richtung in benachbarten Kanälen leiten. Bei den Fluiden handelt es sich in der Regel um Wasser und/oder Kältemittel. Die thermische Energie wird durch Konvektion auf die Platte übertragen, dann wird sie durch die Platte geleitet und die Flüssigkeit auf der anderen Seite führt diese Energie durch Konvektion ab.

Wärmepumpen

Wärmepumpen werden meist in Wohnhäusern, manchmal aber auch in Gewerbeimmobilien eingesetzt. Es gibt zwei Haupttypen von Wärmepumpen: Luft- und Erdwärmepumpen. Luftwärmepumpen werden in der Regel für die Beheizung von Räumen verwendet, während Erdwärmepumpen eher für die Warmwasserbereitung eingesetzt werden.

Luftwärmepumpen funktionieren wie eine Klimaanlage, nur in umgekehrter Richtung: Statt einem Raum Wärme zu entziehen, wird sie zugeführt. Ein Kältemittel wird vom Kompressor zum Innengerät geleitet, das einen Rippenrohrwärmetauscher enthält. Das Kältemittel gibt seine Wärme durch Konvektion an die Rohrwände ab und wird dann auf die andere Seite geleitet. Auf der anderen Seite befindet sich die kalte Raumluft, die von einem kleinen Ventilator durch den Wärmetauscher gepresst wird und die Wärme durch Konvektion abtransportiert. Das Kältemittel fließt dann zum Expansionsventil und dann zum Außengerät, das ebenfalls ein Rippenrohr-Wärmetauscher oder ein Mikrokanal-Wärmetauscher ist.

Während die Luft durch diesen Wärmetauscher strömt, bringt die Umgebungsluft das Kältemittel zum Sieden und nimmt Wärme auf. Diese Wärme bahnt sich dann ihren Weg durch den Kompressor zum Innengerät, um den Zyklus zu wiederholen.

Eine Erdwärmequelle funktioniert ein wenig anders. Ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel wird durch Rohre im Boden gepumpt, um die Wärme aufzunehmen. Diese wird dann über einen gelöteten Plattenwärmetauscher in einen kleinen Kältekreislauf übertragen. Das Kältemittel transportiert diese zu einem zweiten gelöteten Plattenwärmetauscher, der mit einem weiteren Wasserkreislauf verbunden ist, der seine Wärme diesmal über ein spiralförmiges, nicht geripptes Rohr an einen Warmwasserspeicher abgibt.

Rohrbündel-Wärmetauscher

Rohrbündel-Wärmetauscher

Rohrbündel-Wärmetauscher sind typischerweise in Kältemaschinen am Verdampfer und/oder Kondensator zu finden, manchmal auch als Schmierölkühler.
Sie sind möglicherweise die einfachste Form von Wärmetauschern. Sie haben einen äußeren Behälter, der als Mantel bezeichnet wird. Im Inneren des Mantels befinden sich eine Reihe von Rohren, die als Röhren bezeichnet werden. Die Rohre enthalten eine Flüssigkeit und der Mantel eine andere Flüssigkeit. Die beiden Flüssigkeiten sind immer durch die Rohrwände getrennt, sie treffen nie aufeinander oder vermischen sich. Die Flüssigkeiten haben unterschiedliche Temperaturen, was dazu führt, dass die Wärmeenergie zwischen den Flüssigkeiten übertragen wird, und diese Wärmeenergie wird durch die Rohrwände geleitet. Bei der Verwendung im Verdampfer oder Verflüssiger bestehen die beiden Flüssigkeiten aus Wasser und Kältemittel. Je nach Konstruktion kann sich das Wasser im Mantel oder im Rohr und das Kältemittel im anderen befinden.

Kühler

Kühler-Wärmetauscher

Ein Kühler verwendet entweder einen Rohrbündelwärmetauscher, einen Plattenwärmetauscher oder einen Rippenrohrwärmetauscher. Viele Kältemaschinen verwenden eine Kombination aus all diesen Systemen. Eine luftgekühlte Kältemaschine kann beispielsweise einen Rohrbündelwärmetauscher für den Verdampfer, einen Rippenrohr- oder Mikrokanalwärmetauscher für den Kondensator, einen gelöteten Plattenwärmetauscher für die Ölschmierkühlung des Verdichters und einen Dichtungsplattenwärmetauscher für den indirekten Anschluss der Kältemaschine an den zentralen Kühlkreislauf verwenden.

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