Funcționarea schimbătorului termic, tipuri și eficiență - Total Direct Energie
Schimbătorul de căldură este o parte esențială a sistemelor de încălzire, aer condiționat, dar și de refrigerare. Asigură transferul de căldură între două fluide, fără ca acestea să se amestece. Acest transfer are loc printr-un perete, cu capacități conductoare ridicate. Există diferite tipuri de schimbătoare de căldură, utilizate în diferite domenii. Datorită explicațiilor noastre, aflați tot ce trebuie să știți despre schimbătorul de căldură, de la principiul său de funcționare până la eficiența sa, inclusiv diferitele tipuri care pot fi găsite.
Principiul funcționării
Rolul schimbătorului de căldură
Rolul schimbătorului de căldură este de a transfera energia termică dintr-un fluid în altul, fără a le amesteca. În cazul unui sistem de încălzire sau de producere a apei calde, pentru încălzirea fluidului secundar se folosește un prim așa-numit fluid de „încălzire”, considerat ca fluid primar. Pentru un schimb bun, cele două fluide trebuie să aibă o temperatură diferită, de aceea unul este cald și celălalt rece.
Pentru a efectua transferul de căldură, schimbătorul de căldură are nevoie de un material suficient de conductiv pentru a optimiza schimbul, reducând în același timp pierderile de căldură. De îndată ce transferul de căldură are loc între cele două fluide, atunci schimbătorul de căldură și-a îndeplinit pe deplin misiunea.
De asemenea, trebuie să știți că schimbătorul de căldură nu este folosit doar pentru încălzirea unui fluid. În funcție de sistemul pentru care este utilizat, rolul său este de a asigura refrigerarea fluidului, acesta este cazul pentru aparatele de aer condiționat sau frigidere.
Principiul său de funcționare
Pentru a funcționa, schimbătorul de căldură are rețele paralele prin care circulă fluide la diferite temperaturi. Acestea sunt separate de un perete cu capacități conductive optime. Diferența de temperatură dintre cele două fluide este cea care permite schimbul de căldură. Într-adevăr, cel mai fierbinte se va deplasa în mod natural spre cel mai rece, încălzindu-l imediat, în timp ce pierde calorii. Astfel, când intră fierbinte în schimbătorul de căldură, fluidul primar va încălzi fluidul secundar care este rece. Se lasă apoi răcit, în timp ce al doilea fluid este reîncălzit.
Natura și evoluția fluidelor
Fluidele pot fi de natură diferită în funcție de schimbătorul de căldură utilizat. Există astfel schimbătoare de căldură ale căror fluide sunt:
Aceste fluide pot evolua diferit de la un schimbător de căldură la altul. Astfel, ei pot circula:
Evoluția din aval nu este foarte populară, deoarece celelalte două posibilități sunt mai eficiente. Ca rezultat, există multe schimbătoare de căldură ale căror fluide evoluează împotriva curenților sau a curenților transversali.
Cele mai folosite materiale
Pentru ca schimbătorul de căldură să funcționeze corect, capacitatea conductivă a unui material este esențială. De fapt, cu cât materialul este mai conductiv, cu atât schimbul de căldură va fi mai optim și mai eficient. Printre cele mai utilizate materiale, găsim în special:
Acestea sunt materialele care se găsesc în majoritatea radiatoarelor de inerție a fluidelor, cazanelor și încălzitoarelor de apă. Se găsesc și în radiatoarele vehiculelor sau chiar în VMC.
Diferitele tipuri de schimbătoare de căldură
Principalele tehnologii utilizate
Funcționarea unui schimbător de căldură se face prin două dispozitive principale: