Prawidłowe funkcjonowanie wielu instalacji przemysłowych wymaga stosowania specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych i odpowiedniego wyposażenia. Tam, gdzie w grę wchodzi występowanie sporych różnic temperatur, nierzadko zachodzi potrzeba ich niwelowania lub przeciwnie – zwiększania. W tym celu używane są rozmaite urządzenia. Jednymi ze stosowanych szczególnie często są spiralne wymienniki ciepła. Przyjrzyjmy się bliżej zasadzie ich działania i możliwemu wykorzystaniu.
Co trzeba wiedzieć o wymiennikach ciepła?
Wymiennik ciepła to urządzenie, które pozwala na przesyłanie energii cieplnej z jednej substancji – gazu lub cieczy – do innej w celu jej schłodzenia lub ogrzania. Rezultat ten jest osiągany dzięki zapewnieniu odpowiedniej powierzchni styku między danym medium a materiałem, z jakiego powstał element roboczy wymiennika. Schemat pracy takich instalacji jest stosunkowo prosty – energia z gazu lub cieczy przepływa do materiału użytego do produkcji wymiennika, który musi się charakteryzować wysoką przewodnością cieplną, a następnie trafia do drugiego z używanych mediów, co pozwala na jego późniejsze ogrzanie lub schłodzenie. Z takim rozwiązaniem mamy do czynienia np. w chłodnicach silników samochodowych. Równie często transfer zachodzi jedynie bezpośrednio, co ma miejsce np. w systemach rekuperacji.
Jak działają wymienniki ciepła i gdzie są stosowane?
Zadaniem wymienników ciepła jest szybkie przekazywanie energii zgromadzonej w jednym medium do innego przy wykorzystaniu materiału, który służy do oddzielenia obu strumieni. Konstrukcja musi więc zostać zaprojektowana tak, by transmisja energii przebiegała z maksymalną efektywnością, a jednocześnie nie dochodziło do zaburzenia przepływu. Liczy się też to, by sam wymiennik okazał się możliwie trwały. Z uwagi na różne właściwości stosowanych mediów i konstrukcję urządzeń, w jakich są one montowane, korzysta się z rozmaitych rozwiązań technicznych. Jednym z nich jest użycie wymienników spiralnych, które oferują dużą powierzchnię kontaktu między obiema substancjami i pozwalają na utrzymanie potrzebnych parametrów funkcjonowania instalacji. Z wymienników ciepła korzysta się m.in. w urządzeniach chłodniczych np. klimatyzatorach lub agregatach chłodniczych, a także systemach grzewczych m.in. pompach ciepła.