Hvad er en Varmeveksler?
En varmeveksler er et apparat, der overfører varme fra et legeme til et andet. Den grundlæggende idé med en varmeveksler er at flytte energi fra et legeme og over til et andet, hvor energien kan bruges mere effektivt.
Det kan for eksempel være i forbindelse med offshore platforme, der har brug for nedkøling af vigtige instrumenter. Her kan en varmeveksler udnytte det kolde havvand til nedkøling af kølespiralen, hvilket dermed kan bruges til nedkøling af de vigtige instrumenter.
Omvendt kan en varmeveksler også bruges til at varme ting op med. Her kan det eksempelvis være gennem solceller, hvor energien herfra kan bruges til opvarmning.
Hvordan fungerer en varmeveksler?
En varmeveksler fungerer ved at sætte væske og/eller luft under tryk. Det resulterer i ekstra energi, der hermed kan udnyttes til at regulere temperaturen af andre legemer. Ved nedkøling tages overskydende varme i et legeme, og via varmeveksleren overføres denne varme til et andet sted (for eksempel ud i den fri luft).
Der er typisk 2 forskellige designs til produktion af varmevekslere; skal- og rørvarmevekslere samt pladevarmevekslere.
Skal- og rørvarmeveksler
(Kilde: H Padleckas)
En skal- og rørvarmeveksler fungerer ved, at en væske strømmer gennem et sæt af metalrør, mens den anden væske passerer gennem en forseglet skal. De to væsker er adskilt fra at røre hinanden.
På billedet foroven kan du se dette visualiseret med farverne grøn og blå, hvor den grønne farve er væsken, der strømmer gennem røret, mens den blå farve strømmer gennem skallen.
De to væsker kan “strømme” eller bevæge sig på 3 forskellige måder: medstrøm, modstrøm og krydsstrøm (parallel flow, counter-flow og cross-flow).
Skal- og rørvarmevekslere dominerede markedet i størstedelen af 1900-tallet, hvorefter pladevarmeveksleren blev populær og erstattede mange af de industrielle systemer for varmeveksling.
Det simple design på skal- og rørvarmevekslere gør dem fortsat til et relevant stykke udstyr - særligt i forbindelse med ingeniøruddannelser. At designet er simpelt betyder nemlig også, at de er relativt billige at fremstille sammenlignet med dens moderniserede efterfølgere.
Skal- og rørvarmevekslerens hydro- og aerodynamiske design tillader desuden for relativt høje temperaturer såvel som højt tryk sammenlignet med den klassiske pladevarmeveksler.
Alligevel er det en stigende tendens, at man vælger pladevarmeveksleren for dens kompakthed samt nemmere vedligehold og rengøring.
Pladevarmeveksler
(Kilde: Boilersinfo)
Pladevarmevekslere er udstyret med en masse tynde metalplader (eller “finner”) med et stort overfladeareal (fordi de udveksler mere varme hurtigere); varmevekslere i gasfyr (gaskedler) fungerer på denne måde.
Der er to indgange og to udgange, og mellemrummene mellem pladerne veksler mellem de to væsker. Dette design giver meget høj effektivitet i forhold til varmeoverførslen på grund af det store overfladeareal - væsentligt højere end en skal- og rørvarmeveksler, der optager en tilsvarende mængde af plads i rummet.
Pladevarmevekslere er også meget nemmere at rengøre og vedligeholde, fordi de er designet til at være relativt nemme at skille ad og inspicere. Hvis der er en defekt i en plade, kan du blot fjerne to plader og sætte enheden i drift igen med lidt lavere kapacitet, mens du venter på udskiftning. Skal- og rørvarmevekslere har ikke denne funktion.