Was ist ein Wärmetauscher?

Wollen Sie mehr über Wärmetauscher erfahren? Wofür sie verwendet werden und wie sie funktionieren? Diese FAQ-Seite ist eine gute Einführung in das Thema.

Häufig gestellte Fragen Index;

Allgemein

1. Was ist ein Wärmetauscher
2. Welche Arten von Wärmetauschern gibt es?

Auslegung eines Wärmetauschers

1. Wie wird ein Wärmetauscher ausgelegt?
2. Marine Wärmetauscher
3. Welche Flüssigkeiten kann ein Wärmetauscher verarbeiten?
4. Was ist Temperaturübergang?
5. Was bedeutet ein Wärmetauscher-„Durchgang“ und wie viele benötige ich?
6. Wie kann man einen Wärmetauscher effizienter gestalten
7. Welche branchenspezifischen Wärmetauscher kann Thermex liefern?

Inbetriebnahme/Installation

1. Wie installiert man einen Wärmetauscher
2. Wie erhöht man die Lebensdauer eines Wärmetauschers
3. Was verursacht den Ausfall eines Wärmetauschers im Betrieb?

Wärmetauscher Terminologie

Allgemein

1. Was ist ein Wärmetauscher?

Ein Wärmetauscher ist einfach ausgedrückt ein Gerät, das Wärme von einem Medium auf ein anderes überträgt, z. B. ein Hydraulikölkühler, der Wärme aus heißem Öl mit Hilfe von kaltem Wasser oder Luft abführt. Alternativ verwendet ein Schwimmbadwärmetauscher heißes Wasser aus einem Boiler oder einem solarbeheizten Wasserkreislauf, um das Schwimmbadwasser zu erwärmen. Die Wärme wird durch Wärmeleitung durch die Tauschermaterialien übertragen, die die verwendeten Medien trennen. Ein Rohrbündelwärmetauscher leitet Flüssigkeiten durch und über Rohre, während ein luftgekühlter Wärmetauscher kühle Luft durch einen Kern aus Rippen leitet, um eine Flüssigkeit zu kühlen.

2. Welche Arten von Wärmetauschern gibt es?

Es gibt viele verschiedene Typen von Wärmetauschern, die drei Haupttypen, die Thermex liefert, sind;

Auslegung eines Wärmetauschers

1. Wie wird ein Wärmetauscher ausgelegt?

Um einen Wärmetauscher auswählen zu können, muss man wissen;

• Flüssigkeitstyp des Primärkreislaufs, Temperatur und Durchflussmenge (in der Regel die heiße Flüssigkeit)
• Was Sie aus dem Primärkreislauf entnehmen möchten (Wärmeabgabe oder eine Ziel-Austrittstemperatur)
• Flüssigkeitstyp des Sekundärkreislaufs, Temperatur und Durchflussmenge (in der Regel das Kühlmittel)

Die oben genannten Felder sind nur die Grundlagen. Wenn Sie eine Anfrage zusammenstellen, sollten Sie Thermex auch auf eventuelle Druckverlustbegrenzungen und andere spezielle Anforderungen aufmerksam machen.

Bitte klicken Sie hier, um die Thermex Datenblattvorlage herunterzuladen, die die erforderlichen Felder für die Wärmetauscherauswahl hervorhebt. Das Datenblatt sollte auch gespeichert und an uns geschickt werden, wenn Sie ein Angebot für einen Wärmetauscher benötigen.

• Rohrbündelwärmetauscher – Anfrageformular

Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie Hilfe mit dem Formular benötigen.

2. Marine-Wärmetauscher

Die Funktionsprinzipien eines Marine-Wärmetauschers sind die gleichen wie bei einem Kühler, der für den Einsatz in Süßwasser konzipiert wurde. Die wichtigste Überlegung für den Konstrukteur ist jedoch, dass der Marine-Wärmetauscher widerstandsfähig gegen Erosion oder Korrosion durch Meerwasser sein muss. Das bedeutet, dass die Materialien, die mit dem Meerwasser in Berührung kommen, geeignet sein müssen, wie z.B. 90/10 Kupfernickel, 70/30 Kupfernickel, Bronze und Titan.

Es gibt noch weitere Faktoren, die bei der Konstruktion eines Meerwasserwärmetauschers berücksichtigt werden müssen. Einer davon ist die Strömungsgeschwindigkeit. Ist sie zu niedrig, besteht die Gefahr, dass Sand und andere Partikel die Rohre verstopfen. Ist sie dagegen zu schnell, können dieselben Partikel die Rohrplatte und die Rohre schnell erodieren.

Zusätzlicher Schutz kann durch den Einbau einer Opferanode erreicht werden, die Thermex auf Wunsch mitliefert. Diese wird in die Gewindebohrung eingebaut, die normalerweise für einen Ablassstopfen verwendet wird, und steht in direktem Kontakt mit dem Seewasserstrom.

3. Mit welchen Flüssigkeiten kann ein Wärmetauscher betrieben werden?

Die Eignung einer Flüssigkeit mit einem Wärmetauscher hängt von der Art des verwendeten Wärmetauschers und den verfügbaren Materialien ab. Standard Thermex Wärmetauscher sind für die meisten Flüssigkeiten geeignet, einschließlich Öl, Wasser, Wasserglykol und Meerwasser. Für korrosivere Flüssigkeiten wie chlorhaltiges Salzwasser, Kältemittel und Säuren müssen stattdessen andere Materialien wie Edelstahl und Titan verwendet werden.

4. Was ist Temperaturübergang?

Temperaturübergang ist ein Begriff, der verwendet wird, um das Szenario zu beschreiben, in dem die Temperaturen der beiden Kreisläufe in einem flüssigkeitsgekühlten Wärmetauscher beginnen, sich zu überkreuzen. Dies kann ein wichtiger Faktor bei der Auslegung eines Wärmetauschers sein, da der Wirkungsgrad eines Kühlers erheblich reduziert wird, wenn sich die Temperaturen überkreuzen. In vielen Fällen ist ein Plattenwärmetauscher die beste Option für Anwendungen, bei denen Temperaturüberschneidungen nicht vermieden werden können.

Die obige Tabelle zeigt, dass die Kühlwasseraustrittstemperatur etwas höher ist als die Austrittstemperatur des Öls. Eine einfache Möglichkeit, dem entgegenzuwirken und die Effizienz des Ölkühlers zu erhöhen, ist die Erhöhung der Durchflussmenge des Kühlwassers. In diesem speziellen Beispiel würde eine Erhöhung des Wasserdurchflusses auf 25 L/min die Wasseraustrittstemperatur auf 43°C senken

5. Was ist ein Wärmetauscher-„Durchgang“ und woher weiß ich, wie viele Durchgänge ich brauche?

Ein Wärmetauscher-Durchgang bezieht sich auf die Bewegung einer Flüssigkeit von einem Ende des Wärmetauschers zum anderen. Zum Beispiel, wenn man sich auf den Kreislauf „durch Rohre“ bezieht (normalerweise das Kühlmittel); – Einfacher Durchlauf – Flüssigkeit tritt an einem Ende des Wärmetauschers ein und tritt am anderen Ende wieder aus. – Doppelter Durchlauf – Flüssigkeit tritt am gleichen Ende in den Wärmetauscher ein und wieder aus. – Dreifacher Durchlauf – Die Flüssigkeit durchläuft die Länge des Wärmetauscherkörpers dreimal, bevor sie austritt. Die folgenden Bilder sollen dies verdeutlichen;

Einfacher Durchgang (1 Durchgang)

Doppelter Durchgang (2 Durchgänge)

Dreifachpass (3-Pass)

• Eine größere Anzahl von Passagen erhöht die verfügbare Wärmeübertragungsmenge, kann aber auch zu hohen Druckverlusten und hohen Geschwindigkeiten führen.
• Mit einem vollständigen Satz von Betriebsdaten kann Thermex den effizientesten Wärmetauscher auswählen und dabei innerhalb der Druckverlust- und Geschwindigkeitsgrenzen arbeiten.
• Die Anzahl der Durchgänge im Primärkreislauf kann ebenfalls angepasst werden, um die thermische Leistung und den Wirkungsgrad zu optimieren, indem die Anzahl der Umlenkbleche und die Teilung verändert werden.

6. Wie man einen Wärmetauscher effizienter macht.

Die Effizienz eines Wärmetauschers kann auf viele Arten definiert werden, in Bezug auf die thermische Leistung gibt es mehrere Schlüsselfaktoren, die zu berücksichtigen sind;

Temperaturdifferenz – Wie in Punkt 3 (Temperaturübergang) besprochen, ist die Differenz zwischen der heißen Flüssigkeit und dem Kühlmittel bei der Auslegung eines Wärmetauschers sehr wichtig. Das Kühlmittel muss immer eine niedrigere Temperatur haben als die heiße Flüssigkeit. Bei niedrigeren Kühlmitteltemperaturen wird der heißen Flüssigkeit mehr Wärme entzogen als bei wärmeren Kühlmitteltemperaturen. Wenn Sie z.B. ein Glas Trinkwasser bei Raumtemperatur haben, ist es viel effektiver, es mit Eis zu kühlen, als nur mit kaltem Wasser, das gleiche Prinzip gilt für Wärmetauscher.

Durchflussrate – Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Durchfluss der Flüssigkeiten sowohl auf der Primär- als auch auf der Sekundärseite des Wärmetauschers. Ein größerer Durchfluss erhöht die Fähigkeit des Wärmetauschers, die Wärme zu übertragen, aber ein größerer Durchfluss bedeutet auch eine größere Masse, die es schwieriger machen kann, die Energie abzutransportieren, und die Geschwindigkeit und den Druckverlust erhöht.

Installation – Der Wärmetauscher sollte immer gemäß den Richtlinien des Herstellers installiert werden. Im Allgemeinen ist es am effizientesten, einen Wärmetauscher so zu installieren, dass die Flüssigkeiten im Gegenstrom fließen (wenn also das Kühlmittel von links nach rechts fließt, fließt die heiße Flüssigkeit von rechts nach links), und bei Rohrbündelwärmetauschern sollte das Kühlmittel an der niedrigsten Einlassposition eintreten (wie in den obigen Diagrammen gezeigt), um sicherzustellen, dass der Wärmetauscher immer mit Wasser gefüllt ist. Bei luftgekühlten Wärmetauschern ist es wichtig, den Luftstrom bei der Installation eines Kühlers zu berücksichtigen, da jeder Teil des Kerns, der blockiert ist, die Kühlleistung beeinträchtigt. Um mehr über den Gegenstrom zu erfahren und warum er effizienter ist, lesen Sie bitte unseren Blog-Beitrag „Warum Gegenstrom-Wärmetauscher effizienter sind“

7. Welche branchenspezifischen Wärmetauscher kann Thermex liefern?

Manchmal kann ein bestimmter Wärmetauschertyp auf der Grundlage der Branche ausgewählt werden, für die er eingesetzt werden soll. Einige Beispiele sind;

Inbetriebnahme und Installation

1. Wie ein Wärmetauscher installiert wird

Die korrekte Methode zur Installation eines Wärmetauschers hängt vom genauen Gerätetyp und der Betriebsumgebung ab. Installationsanweisungen finden Sie in einem unserer Installations- und Betriebshandbücher

• Rohrbündelwärmetauscher – IOM
• Gelötete Plattenwärmetauscher – IOM

2. Wie man die Lebensdauer eines Wärmetauschers erhöht

Wärmetauscher werden aus robusten Materialien hergestellt, haben keine beweglichen Teile und arbeiten bei einer Vielzahl unterschiedlicher Drücke und Temperaturen. Wenn ein Wärmetauscher also richtig eingesetzt wird, gibt es keinen Grund, warum er nicht viele Jahre lang betriebsbereit sein sollte. Um die Lebensdauer eines Wärmetauschers zu verlängern, sollten mehrere Schritte unternommen werden;

Stellen Sie sicher, dass die Auslegungsdaten genau sind – Wenn Sie unseren Ingenieuren Daten für die Auswahl des Wärmetauschers schicken, dann ist es am besten sicherzustellen, dass diese so genau wie möglich sind. Dadurch wird nicht nur sichergestellt, dass Ihr Wärmetauscher thermisch effizient ist, sondern auch, dass er über einen langen Zeitraum betrieben werden kann. Wenn die Durchflussraten zu hoch sind, könnte Erosion ein Problem sein, wenn die Drücke zu hoch sind, könnten Lecks auftreten, und wenn es irgendwelche ungewöhnlichen Chemikalien in den Flüssigkeiten gibt (z. B. Säuren im Kühlwasser), kontaktieren Sie uns bitte, um die Kompatibilität zu prüfen. Wenn unsere Standardmaterialien nicht geeignet sind, können wir in der Regel eine Alternative liefern.

Inbetriebnahme und Installation – Bei der Installation Ihres Wärmetauschers ist darauf zu achten, dass die richtigen Fittings und Rohrleitungen verwendet werden. Wenn Sie sich nicht sicher sind, lesen Sie bitte die Thermex Installations- und Betriebsanleitung für Details. Bei Wärmetauschern für Anwendungen, die verschmutztes, flaches oder brackiges Meerwasser als Kühlmittel verwenden und über Rohre aus Kupferlegierungen verfügen, wird empfohlen, den Wärmetauscher zunächst einige Wochen in sauberem Meerwasser laufen zu lassen, wodurch sich eine Schutzschicht über dem Rohrmaterial bildet, die vor Korrosion schützt. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auf www.copper.org. Wo es möglich ist, sollten auch Filter verwendet werden, wenn die Flüssigkeiten Feststoffpartikel enthalten, um eine Erosion der Rohre zu verhindern.

Reguläre Wartung und Instandhaltung – Alle Thermex Rohrbündelwärmetauscher sind so konstruiert, dass sie eine einfache Wartung und Instandhaltung ermöglichen. Die Endkappen können abgenommen werden, so dass das interne Rohrbündel zur Reinigung entfernt werden kann. Neue Dichtungssätze können ebenfalls ab Lager geliefert werden und sind in unserem Webshop erhältlich. Informationen und Tipps zur Wartung Ihres Wärmetauschers finden Sie in der Thermex-Installations- und Betriebsanleitung.

3. Was sind die Ursachen für den Ausfall eines Wärmetauschers im Betrieb?

Es gibt viele mögliche Ursachen für den Ausfall eines Wärmetauschers, einige Beispiele für Rohrbündel sind;

Wärmetauscher-Abkürzungen und -Terminologie

Nachfolgend finden Sie einige Abkürzungen und Begriffe, die häufig in der Wärmetauscherbranche verwendet werden;

• ETD Extreme Temperature Differential
• EGC Exhaust Gas Cooler
• MGO Marine Gas Oil Cooler
• HTHE Header Tank Heat Wärmetauscher
• CAC Ladeluftkühler
• ACOC Luftgekühlter Ölkühler
• PHE / PHEX Plattenwärmetauscher
• Mantelseitige Strömung/Verbindungen – Shell Side bezieht sich auf den Fluss einer Flüssigkeit, z.B. Öl, über die äußere Oberfläche des Rohrbündels
• Rohrseitige Strömung/Anschlüsse – Rohrseite bezieht sich auf die Strömung eines Fluids durch die Rohre des Rohrbündels, in der Regel das Kühlmittel Druckverlust / -abfall Die Höhe des Gegendrucks, der durch das Pumpen der Fluide durch die Wärmetauscherkreise erzeugt wird