Värmehväxlar är apparater som är utformade för att överföra värme från en plats till en annan. Dess funktion är att dra värme från en vätska som varmvatten eller ång och leda det mot en annan som kallt vatten eller luft. Denna process, där värmen överförs från en fluid till en annan, kallas Värmeöverföring. Eftersom värmehväxlar används på många ställen såsom fabriker, kraftverk eller även våra hem blir de mycket viktiga. Utan dem, hur skulle vi hantera värme i dessa system?
För att få en klar bild av driftsmekanismen bakom värmeväxlare förklaras några saker om hur värmeöverföring fungerar. Värme är en form av energi som flödar från varma till kalla objekt. När du rör en het spis till exempel överförs värme från spisen till din hand, vilket gör att det känns varmt. Här är ett bra skäl att vara försiktig med heta ytor. Det finns tre mekanismer för värmeöverföring - ledning, konvektion och strålning.
Konvektion inträffar när värme bortförs av rörliga fluider som luft och vatten. Det är en mycket betydande värmetransfermekanism i fallet med olika typer av apparater som värmeväxlare. Som ett exempel flöder het vatten genom en värmevexlare och avger sin värme till det kalla vattnet som också flödar genom växlaran, via konvektion.
Det är en värmetransferprocess som kallas strålning, vilken sker utan någon direkt kontakt mellan föremålen. Som ett exempel, tänk på hur jorden uppvärms av solen på ett enkelt sätt. Detta beror på att värmen från solen reser sig genom rymden – men eftersom det inte finns några molekyler i vakuum, varmar den upp vår planet utan att behöva nudda vid oss.
Värmeväxlare är underbara i den bemärkelsen att de kan hjälpa till att spara energi. De extraherar värme från en het vätska och flyttar sedan den till en kall, utan att förlora någon energi. I en processugn - Det är mycket uppenbart och bredt användbart, men med användning av värmeväxlare kan vi spara omkring 25 till 35% energi; till exempel en fabrik som värmer upp vattnet som passerar genom flera steg/nivåer i samma anläggning, nu eftersom det är het på första steget möjlig alternative kall fjärde nivå så skulle ytterligare en värmeanläggningsuppgift kunna undvikas. På detta sätt spillas ingen värmeenergi, vilket leder till betydande besparingar på dina månatliga räkningar.
Temperatur skillnaden mellan de två vätskorna spelar en viktig roll vid värmetransferens. Mer värme överförs vid en större temperaturskillnad. Därför är det viktigt att designa värmeväxlaren med den rätta temperaturskillnaden i åtanke. Detta är en viktig övervägande för ingenjörer för att säkerställa att värmeväxlaren fungerar effektivt.
Ett särskilt intressant design är mikrokanaleshväxlaren. En annan beskrivning av dessa värmehväxlar är att de ser ut som små kanaler, bara några millimeter breda. Dessa små kanaler kan leverera en bra termisk prestanda i ett mycket litet volym tack vare den höga arean-till-volym förhållandet. Det gör dem till idealiska kandidater för detta slag av värmehämtning.