Устройство и приложение на топлообменниците

Всички са виждали струйките пушек, който се издига от комините и много хора вероятно се чудят колко енергия напразно се изпомпва във въздуха. Всъщност количеството е значително по-малко, отколкото си мислите. Пестенето на енергия е огромен и скъпоструващ проблем на многобройни собственици на предприятия и по тази причина те често инсталират устройства наречени топлообменници, чиято основна задача е да усвоят, колкото се може повече топлина от отпадъчните газове. Топлообменниците намират широко приложение и в много други области. Двигателите на колите, корабите и самолетите използват топлообменници, за да работят по-ефикасно. Хладилниците и климатичните системи също използват топлообменници. Какво точно представляват топлообенниците и какъв е техният принцип на работа?

Какво представляват топлообменниците?

Да предположим, че имате инсталирана централна отоплителна система във вашия дом, която загрява радиатори в отделните помещения. Тя работи чрез изгаряне на природен газ и образува линия или мрежа от нагорещени струи газ, която подгрява водата, преминаваща по тръбите. Тъй като водата циркулира из тръбите, тя поглъща топлина и се загрява. Този процес стои в основата на принципа на работа на топлообменниците.

Топлообменникът е устройство, което позволява на топлината на един флуид (течност или газ) да премине към втори флуид (друга течност или газ) без да се налага двата флуида да се смесват или влизат в пряк контакт. Основният принцип на топлообменниците е, че те предават топлина без да прехвърлят флуида, който носи топлината.

За какво се използват топлообменниците?

Можете да откриете топлообменници на всякакви места, но най-често се използват за отопление или охлаждане на сгради или за по-ефикасна работа на различни видове двигатели. Хладилниците и климатиците използват топлообменници на обратния принцип на централните отоплителни системи на газ, за които стана въпрос малко по-нагоре: те отнемат топлината от отделение или стая, където тя не е желана и я трансферират под формата на флуид до друго място, където тя може да бъде усвоена или изтеглена навън.

В електроцентралите и двигателите отработените газове често съдържат топлина, която се извежда навън в атмосферата и се губи. Това е загуба на енергия, която един топлообменник със сигурност може да поправи. Начинът да се избегне този проблем е чрез инсталиране на топлообменници в изпускателните задни тръби или комини. Когато горещите отпадни газове се носят нагоре в комина, те минават покрай медни тръби, в които тече вода. По този начин водата връща значителна част от топлината обратно в предприятието. Там тази топлина може да се използва директно за затопляне на студените газове, които захранват пещта или двигателя. Така усвоявате и спестявате енергия и топлина и имате възможността да я използвате другаде – например за отопление на офис в близост до комина.

В автобусите течността, използвана за охлаждане на дизеловия двигател, често преминава през топлообменник и топлината, която той поема, се използва за затопляне на студения въздух, който влиза от отделението с пътниците. По този начин няма нужда от безсмислени електрически нагреватели вътре в автобусите. Радиаторът на един лек автомобил също е вид нагревател. Водата, която охлажда двигателя, тече през радиатора, който има много паралелни алуминиеви ребра, отворени за въздуха. Докато колата се движи, студеният въздух, който преминава покрай радиатора, отнема известна част от топлината и охлажда двигателя като по този начин му позволява да работи по-ефективно. Отпадната топлина се използва за отопление на купето.  

« Назад към всички публикации