Schimbatorul de caldura
Notiuni introductive. Clasificare
Principalele schimbatoare de caldura din instaltiile
frigorifice si pompele de caldura sunt vaporizatorul si condensatorul.
In componenta acestor instalatii mai pot sa existe si alte schimbatoare de
caldura cum sunt:
- Subracitoarele
din instalatiile frigorifice functionand cu amoniac;
- Schimbatoarele interne de caldura (regeneratoare) din instalatiile
frigorifice cu freoni.
Cele mai importante criterii de clasificare a schimbatoarelor
de caldura sunt:
Natura agentului cu care agentul frigorific realizeaza transferul
termic:
- gaze (in general
aer);
- lichide (in general apa).
Rolul functional si tipul
schimbatorului:
- vaporizatoare
- racitoare de aer
(sau alte gaze);
- racitoare de apa (sau alte lichide).
- condensatoare
- racite cu apa
(sau alte lichide);
- racite cu aer (sau alte gaze).
Conditiile de
functionare cele mai importante ce caracterizeaza regimul de lucru al schimbatoarelor de
caldura din instalatiile frigorifice sunt:
- temperaturile si
presiunile agentilor la intrarea si iesirea din schimbator (in cazul racirii
aerului este importanta si umiditatea acestuia);
- diferenta minima de temperatura intre cei doi agenti;
- modul de alimentare cu agent frigorific (in special pentru vaporizatoare);
- prezenta acumularilor termice (cazul vaporizatoarelor acumulatoare de
gheata).
Sarcinile termice ale schimbatoarelor de caldura,
care reprezinta marimile fundamentale pentru proiectarea acestor aparate.
Caracteristicile geometrice ale schimbatoarelor de caldura adica:
- modul de dispunere a tevilor;
- pasul dintre tevi;
- dimensiunile tevilor (diametru exterior si interior, sau diametrul exterior
si grosimea);
- numarul de randuri de tevi (tevi pe orizontala) si numarul de sectii (tevi pe
verticala).
Caracteristicile functionale, sunt cele care definesc performantele
termice si fluidodinamice ale schimbatoarelor de caldura. Intre acestea cele
mai importante sunt:
- coeficientul
global de transfer termic;
- pierderile de presiune pe circuitele celor doi agenti;
- modul de automatizare a functionarii (prin controlul presiunii agentului
frigorific, al givrajului, sau al compozitiei apei, etc.);
Operatiile de
intretinere necesare reprezinta o alta caracteristica importanta, iar cateva exemple sunt:
- purjarea (gazelor
necondensabile, uleiului, etc.);
- curatarea, degivrarea, desprafuirea, detartrarea;
- tratamente auxiliare (dedurizarea apei, filtrarea, etc.).
Clasificarea schimbatoarelor de caldura se
poate realiza de exemplu dupa natura agentilor si rolul functional:
Tab. 2.1. Clasificare a
schimbatoarelor de caldura
| Agenti |
Vaporiztoare |
Condensatoare |
| Aer si gaze uscate |
Baterie cu aripioare |
Baterie cu aripioare |
| Aer si gaze umede |
Baterie cu aripioare |
Condensatoare
cu evaporarea apei (naturala sau fortata) Turnuri de racire |
| Apa si lichide |
Schimbatoare multitubulare - agentul rece in tevi - agentul rece intre tevi |
Schimbatoare multitubulare - agentul cald in tevi - agentul cald intre tevi |
| Schimbatoare
cu placi |
||
| Schimbatoare
coaxiale |
||
