Ruch ciepła wymiennikach
Ruch ciepła wymiennikach
Istnieją trzy mechanizmy przenoszenia ciepła:
przewodzenie - ruch ciepła bez ruchu masy (np. przez ściankę wymiennika)
konwekcja - ruch ciepła z jednoczesnym ruchem masy (np. z płynu do ścianki wymiennika)
promieniowanie - ruch ciepła poprzez fale elektromagnetyczne. Ten mechanizm ma znaczenie jedynie w wysokich temperaturach8.
Przewodzenie
Osobny artykuł: Przewodzenie ciepła.
Ruch ciepła przez przewodzenie opisuje prawo Fouriera, które stwierdza, że ilość przepływającego ciepła jest wprost proporcjonalna do różnicy temperatur oraz współczynnika przewodzenia ciepła ? (charakterystycznego dla każdej substancji). Ruch ciepła przez przewodzenie wyraża równanie:
Q Ë™ = ? ? d ? ? T \displaystyle \dot Q=\lambda \cdot d\cdot \Delta T \displaystyle \dot Q=\lambda \cdot d\cdot \Delta T
gdzie:
? ? współczynnik przewodzenia ciepła (kW/mK)
d ? odległość przenikania ciepła (m)
?T ? różnica temperatur (K).
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a
Zużycie energii
Ograniczanie zużycia energii
Ograniczenie zużycia energii jest istotnym elementem prawidłowej polityki ogrzewania domu. Zużycie energii powinno się ograniczać ze względu na:
negatywne oddziaływanie na środowisko naturalne,
zbędne nakłady finansowe.
Zużycie energii można ograniczyć stosując metody zapobiegawcze:
aktywne, tzn. bezpośrednio reagujące na zmieniające się warunki (np. regulacja),
pasywne lub stałe (np. izolacja termiczna).
Regulacja
Regulacja lokalna ? zawór (z głowicą termostatyczną)
Regulacja lokalna polega na instalacji zaworu (mechanicznego lub elektronicznego) lub zaworu z głowicą termostatyczną na grzejniku lub na dopływie energii do grzejnika. Zawór z głowicą posiada skalę w stopniach Celsjusza lub w innych liczbach, np. 0?5. Spotyka się też dwa zawory i przełącznik ?dzień/noc?. Zawór kontroluje dopływ czynnika grzewczego wyłącznie do grzejnika, natomiast rury instalacji CO (piony) mogą pozostać gorące i nagrzewać w sposób niepożądany pomieszczenie.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Ogrzewanie
Regenerator obrotowy
Reformer
Osobny artykuł: Reforming parowy.
Ponieważ reakcja reformingu parowego jest silnie endotermiczna do jej przeprowadzenia potrzebne są duże ilości energii. Dlatego reakcję tą przeprowadza się w reformerach. Reformer jest piecem przemysłowym, wewnątrz którego zainstalowane są rury wypełnione katalizatorem. Po zewnętrznej stronie rur umieszczone są palniki. Energia pochodząca z procesu spalania i przepływu gazów spalinowych wzdłuż pieca umożliwia reakcję.
Regeneratory
Regenerator obrotowy
Regeneratory są aparatami pracującymi w cyklach. W pierwszej gaz gorący ogrzewa element magazynujący energię, która w drugiej fazie procesu odbierana jest przez gaz ogrzewany przepuszczany. Aby wyeliminować konieczność pracy okresowej stosuje się regeneratory obrotowe lub regeneratory stałe.
Regeneratory obrotowe swoją nazwę biorą od obrotowego elementu zainstalowanego pomiędzy przewodami gazów tak, że oba gazy przepływają przez niego. Gaz gorący nagrzewa element, który obracając się oddaje ciepło zimnemu strumieniowi. Aparat taki pracuje w trybie ciągłym.
Regeneratory stałe składają się ze zbiorników pracujących w cyklach. Zbiorniki kolejno zostają rozgrzane przez gaz gorący a następnie przepuszcza się przez nie gaz zimny, który odbiera ciepło od materiału magazynującego.
Zaletami regeneratorów są porównaniu rekuperatorów1:
niska cena
możliwość zastosowania tańszych materiałów
stosunkowo niewielkie rozmiary
niski spadek ciśnienia
tendencje do samoczyszczenia
bardzo upakowana powierzchnia wymiany ciepła.
Wadami tego rozwiÄ…zania sÄ…:
nieszczelność
konieczność stosowania jedynie w układach gaz-gaz.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a