Schimbător cu pompă de caldura

Tipuri de schimbătoare de caldura în pompe de caldura:

Schimbătoarele de caldura din pompele de caldura diferă prin construcție, potrivire pentru agentul frigorific utilizat și material. Pompele de caldura folosesc:

Schimbător de caldura cu aripioare

Schimbătoarele de caldura cu aripioare sunt un tip special de schimbător de caldura adesea folosit în cazul în care aerul este utilizat ca mediu. În pompele de caldura, acestea acționează ca evaporatoare în circuitul primar. Structura lor este concepută pentru un schimb eficient de caldura între aer și lichid sau între aer și lichid de răcire, motiv pentru care se găsesc cel mai adesea în pompele de caldura aer-apă sau aer-aer.

Un schimbător de caldura cu aripioare este format dintr-o serie de plăci metalice, numite aripioare, care sunt atașate permanent de tuburi. În aceste conducte curge un agent frigorific sau alt purtător de caldura lichid. Aripioarele măresc suprafața schimbătorului de caldura și permit astfel un schimb de caldura mai eficient între aerul care curge în jurul aripioarelor și mediul de răcire din tuburi. Materialul folosit pentru fabricarea aripioarelor și a tuburilor include de obicei aluminiu, cupru sau oțel inoxidabil, în funcție de cerințele specifice, cum ar fi rezistența la coroziune și conductivitatea termică.

Principiul de funcționare al schimbătoarelor de caldura cu aripioare

Într-un schimbător de caldura cu aripioare, aerul curge prin aripioare în timp ce lichidul de răcire sau un alt agent de caldura lichid curge în tuburi. Datorită diferenței semnificative de temperatură dintre aceste medii și suprafeței crescute a aripioarelor, are loc un schimb eficient de caldura. Aripioarele asigură, de asemenea, o distribuție uniformă a aerului pe întreaga suprafață a tuburilor, ceea ce maximizează eficiența schimbului de caldura.

Care sunt avantajele schimbătoarelor de caldura cu aripioare?

În ceea ce privește schimbătoarele de caldura cu aripioare, trebuie menționat mai întâi eficiența ridicată a schimbului de caldura. Suprafața crescută a aripioarelor permite un transfer eficient de caldura între mediul din tuburi și aerul care curge.

În plus, designul lor compact este un alt avantaj. În comparație cu alte tipuri de schimbătoare de caldura, schimbătoarele de caldura cu aripioare oferă o suprafață mare de schimb de caldura într-o zonă relativ mică, ceea ce duce la economii de spațiu.

În plus, flexibilitatea lor le face potrivite pentru o varietate de aplicații, de la pompe de caldura casnice la sisteme de răcire industriale.

Schimbător de caldura cu plăci

Schimbătoarele de caldura cu plăci sunt foarte populare datorită designului lor compact și eficienței ridicate. Acestea constau din plăci subțiri bine fixate împreună, iar unul dintre medii curge între fiecare pereche de plăci, permițând un transfer eficient de caldura.

Sunt utilizate acolo unde este necesar un schimb eficient de caldura într-un spațiu limitat. În sistemele cu pompe de caldura, acestea sunt adesea folosite în circuitele secundare pentru schimbul de caldura între lichidul de răcire și apă. Acest lucru permite transferul eficient de caldura către sistemele de încălzire sau rezervoarele de apă caldă fără contact direct cu lichidul de răcire. Schimbătoarele de caldura cu plăci sunt adesea folosite în condensatoarele pompelor de caldura aer-apă sau apă-apă.

În unele pompe de caldura, acestea sunt folosite pentru a încălzi apa direct din circuitul primar sau ca parte a unui sistem integrat de încălzire a apei atunci când temperatura apei trebuie să fie crescută la un anumit nivel.

Ele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a recupera căldura din apele uzate evacuate sau din alte procese de construcție, crescând eficiența generală a sistemului pompei de caldura.

Principiul de funcționare

Mecanismul de funcționare al schimbătoarelor de caldura cu plăci din pompele de caldura se bazează pe schimbul direct de caldura între două sau mai multe medii. Aceste medii curg strâns împreună, dar sunt separate prin plăci subțiri, împiedicând amestecarea.

De obicei, aceste plăci sunt fabricate din materiale foarte conductoare, cum ar fi oțelul inoxidabil. Ele sunt proiectate pentru a oferi o suprafață mare pentru transferul de caldura, crescând în același timp turbulența mediului care curge, rezultând un transfer eficient de caldura.

Avantajele schimbătoarelor de caldura cu plăci

Schimbătoarele de caldura cu plăci se caracterizează printr-o eficiență termică ridicată datorită designului lor special, care permite schimbul eficient de caldura între mediile care curge în canale înguste. Această eficiență este deosebit de importantă în circuitele secundare unde scopul principal este de a maximiza transferul de caldura de la agent frigorific la sistemul de încălzire sau producția de apă caldă.

Un alt avantaj este designul lor compact și capacitatea de a regla capacitatea prin adăugarea sau îndepărtarea plăcilor, facilitând întreținerea și adaptarea la nevoile în schimbare.

Schimbător de caldura cu carcasă și tub

Schimbatoarele de caldura tubulare sunt folosite in circuitele primare ale pompelor de caldura care functioneaza pe principiul apa-apa sau apa-sol. În aceste sisteme ele joacă un rol cheie în transferul eficient de caldura între sursă (apă sau sol) și mediul de răcire din pompa de caldura.

Principiul de funcționare și utilizare a schimbătoarelor de caldura tubulare

Ele pot consta din seturi unice sau multiple de tuburi în care curge un mediu în timp ce celălalt înconjoară tuburile într-o carcasă mai mare. Configurațiile pot varia, inclusiv configurații în paralel, în contracurent și în cruce.

Pompele de caldura apă-apă folosesc schimbătoare de caldura tubulare pentru a transfera energie termică între o sursă de apă (de exemplu, apă subterană) și lichidul de răcire din pompa de caldura. Apa de izvor curge prin interiorul tuburilor, în timp ce lichidul de răcire circulă în jurul tuburilor din carcasa exterioară, permițând un transfer eficient de caldura.

Pompele de caldura geotermale folosesc adesea schimbătoare de caldura tubulare pentru a transfera căldura între sol (prin colectoare geotermale) și lichidul de răcire din pompa de caldura. Amestecul de saramură sau apă circulă printr-un sistem de conducte subterane, absoarbe sau eliberează căldură acolo, apoi trece printr-un schimbător de caldura tubular, unde schimbă căldură cu agentul frigorific.

În unele cazuri, schimbătoarele de caldura tubulare pot fi utilizate în circuitele secundare ale pompelor de caldura pentru producția suplimentară de apă caldă, de exemplu în sistemele care necesită o eficiență ridicată de încălzire a apei sau în care sunt necesare cerințe speciale de calitate a apei.

Avantajele schimbătoarelor de caldura tubulare

Au o durabilitate excepțională, făcându-le ideale pentru aplicații în care suporturile pot fi corozive sau unde există cerințe ridicate de imprimare.

Schimbătoarele de caldura tubulare permit schimbul eficient de caldura chiar și cu debite mari de mediu.

Schimbător de caldura spiralat – principiu de funcționare și avantaje

Schimbătoarele de caldura spiralate din pompele de caldura constau din două plăci lungi răsucite în jurul unui miez central, formând o spirală. Aceste plăci sunt separate cu grijă și conectate ferm, creând două canale separate pentru cele două medii între care are loc schimbul de caldura.

Designul lor urmărește să maximizeze zona de schimb de caldura, asigurând în același timp o eficiență ridicată într-o formă compactă. Schimbătoarele de caldura în spirală sunt utilizate în special acolo unde schimbul de caldura eficient este important și mediile pot fi vâscoase sau fără reziduuri.

In sistemelor de pompe de căldură, schimbătoarele de căldură în formă de spirală îndeplinesc diverse funcții, cum ar fi evaporatoarele, unde agentul frigorific absoarbe căldura dintr-o sursă externă (cum ar fi apa uzată sau căldura procesului), sau ca condensatoare, unde agentul frigorific eliberează căldura către sistemul de încălzire sau echipamentele de preparare a apei calde.

Avantajele schimbătoarelor de caldura spiralate

Datorită designului lor, schimbătoarele de caldura spiralate asigură un transfer foarte eficient de energie termică chiar și cu diferențe mici de temperatură între medii.

În plus, construcția lor robustă și designul compact le fac o soluție excelentă pentru aplicațiile pompelor de caldura, în special în zonele industriale în care sarcinile sunt mari sau unde mediile pot fi predispuse la sedimentare.