Экономия энергии является огромной и дорогостоящей проблемой. Это одна из причин, по которой часто устанавливают устройства, называемые теплообменниками, для утилизации как можно большего количества тепла от отработанных газов.

Комбинированные теплообменники

Существует несколько видов теплообменников. Рассмотрим комбинированные теплообменники У комбинированных теплообменников множество применений. Двигатели в автомобилях, кораблях и самолетах используют комбинированные теплообменники для более эффективной работы.

Так что же такое комбинированные теплообменники и как они работают?

Предположим, у вас есть газовая печь центрального отопления (котел), которая нагревает радиаторы горячей воды в разных комнатах вашего дома. Он работает, сжигая природный газ, создавая линию или сетку струй горячего газа, которые стреляют вверх по воде, протекающей через сеть труб. Когда вода прокачивает по трубам, она поглощает тепловую энергию и нагревается. Такое расположение мы имеем в виду под комбинированными теплообменниками: газовые струи охлаждаются, а вода нагревается. Теплообменник представляет собой устройство , которое позволяет тепло от текучей среды (жидкости или газа) , чтобы перейти к второй текучей среды (другой жидкости или газа) без двух жидкостей , имеющих смешать вместе или вступать в непосредственный контакт .

Основным принципом комбинированных теплообменников является то, что они передают тепло без передачи жидкости, которая переносит тепло.

Для чего используются теплообменники?

Вы можете увидеть теплообменники в самых разных местах, обычно они работают для обогрева или охлаждения зданий или помогают двигателям и машинам работать более эффективно. Холодильники и кондиционеры , например, используют комбинированные теплообменники, противоположные системам центрального отопления: они отводят тепло из отсека или комнаты, где он не нужен, и откачивают его в жидкости в другое место, где его можно сбросить.

На электростанциях или двигателях выхлопные газы часто содержат тепло, которое бесполезно уходит в открытый воздух. Это пустая трата энергии и что-то, что комбинированные теплообменники, безусловно, могут уменьшить (хотя и не устранить полностью - некоторое тепло всегда будет потеряно). Способ решения этой проблемы - с помощью комбинированных теплообменников, расположенных внутри выхлопных труб или дымовых труб. Когда горячие выхлопные газы поднимаются вверх, они проходят мимо медиплавники с водой, протекающей через них.

В автобусах жидкость, используемая для охлаждения дизельного двигателя , часто пропускается через теплообменник, а тепло, которое он восстанавливает, используется для подогрева холодного воздуха снаружи, который накачивается с пола пассажирского салона. Это избавляет от необходимости иметь дополнительные, бесполезные электрические нагреватели внутри автобуса.

Автомобильный радиатор - это еще один вид комбинированных теплообменников. Вода, которая охлаждает двигатель, течет через радиатор, который имеет множество параллельных алюминиевых ребер, открытых для воздуха. По мере движения автомобиля холодный воздух, проходящий мимо радиатора, удаляет часть тепла, охлаждая воду и нагревая воздух, и обеспечивая эффективную работу двигателя. Отработанное тепло радиатора используется для обогрева салона, как в автобусе.

Типы теплообменников

Все теплообменники выполняют одну и ту же работу - передают тепло от одной жидкости к другой, но работают по-разному. Два наиболее распространенных вида теплообменников - это кожухотрубный и пластинчато-ребристый. В кожухотрубных теплообменниках одна жидкость протекает через набор металлических трубок, а вторая жидкость проходит через герметичную оболочку, которая их окружает.

Материалы изготовленя комбинированного теплообменника

Части пластикового теплообменника. Вы можете подумать, что теплообменники всегда должны быть сделаны из металлов , которые быстро поглощают и проводят тепло - и многие из них таковы. Но теплообменники также могут быть изготовлены из керамики , композитов (на основе металлов или керамики) и даже пластмасс (полимеров). Все эти материалы имеют свои преимущества. Керамика является особенно хорошим выбором для высокотемпературных применений (свыше 1000 ° C или 2000 ° F), которые могут плавить металлы, такие как медь , железо и стальхотя они также популярны для использования с агрессивными и абразивными жидкостями при высоких или низких температурах. Пластмассы, как правило, весят и стоят меньше, чем металлы, противостоят коррозии и загрязнениям, и могут быть сконструированы так, чтобы иметь хорошую теплопроводность, хотя они имеют тенденцию быть механически слабыми. Хотя пластмассовые комбинированные теплообменники, как правило, не подходят для высокотемпературных применений, они могут быть хорошим выбором для чего-то вроде бассейна или душа, работающего при ежедневных комнатных температурах. Композитные комбинированные теплообменники сочетают в себе лучшие характеристики своих исходных материалов - скажем, высокую теплопроводность металла с уменьшенным весом и лучшей коррозионной стойкостью пластика.