Kilka słów o cieple - ogrzewanie i nagrzewnice

Rekuperatory z wytwarzaniem ciepła

Rekuperatory z wytwarzaniem ciepła ? przykłady

W tego typu wymiennikach energia wytwarzana jest zwykle w procesie spalania lub rekcji jądrowej. W procesach tych powstają duże ilości energii, które następnie przenikają przez powierzchnię wymiany ciepła. W wymiennikach takich znaczna część ciepła może być przekazywana na drodze promieniowania, co musi być uwzględnione w procesie projektowania. Duży strumień energii i wpływ promieniowania powodują, że elementy takich wymienników muszą być projektowane zgodnie ze specjalnymi standardami. Zmiany zachodzące w materiale pod wpływem dużych ilości ciepła powodują, że wymienniki takie projektuje się na konkretną długość życia (wyrażoną zwykle w roboczogodzinach), po upływie którego muszą być wymienione6. Wymienniki pracujące w takich warunkach muszą częściej niż zwykłe wymienniki przechodzić inspekcję.
Kocioł płomienicowy i płomieniówkowo-płomienicowy

Osobny artykuł: Kocioł płomienicowy.

Osobny artykuł: Kocioł płomienicowo-płomieniówkowy.

Kocioł płomienicowy jest zbiornikiem, wewnątrz którego biegną rury zwane płomienicami. Wewnątrz płomienic znajduje się palenisko. W procesie spalania wytwarza się energia, która ogrzewa wodę w zbiorniku. Kocioł płomienicowo-płomieniówkowy oprócz płomienic posiada wiązki cieńszych rurek zwanych płomieniówkami (przez które przepływają gazy spalinowe), które zwiększają powierzchnię wymiany ciepła.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a

W układzie współprądowym

W układzie współprądowym wymiana ciepła zachodzi pomiędzy dwoma strumieniami biegnącymi w tym samym kierunku. Z punktu widzenia wymiany ciepła jest to najmniej wydajny układ. Charakteryzuje się stosunkowo niską średnią różnicą temperatur (która jest siłą napędową procesu). Skutkiem tego jest większa powierzchnia wymiany ciepła konieczna do realizacji procesu, a co za tym idzie, większy i droższy wymiennik. Wymiennik ten jest korzystny ze względu na rozkład naprężeń cieplnych. Ponieważ gorący i zimny strumień wpływają do wymiennika z tej samej strony średnia temperatura ścianki w wymienniku jest bardziej jednorodna na całej długości. Skutkiem tego są mniejsze naprężenia termiczne.

Bardziej efektywny jest układ przeciwprądowy. Dodatkową zaletą tego układu jest możliwość podgrzania lub ochłodzenia strumienia do temperatury wlotowej drugiego strumienia. Wadą jest możliwość pojawienia się dużych naprężeń cieplnych.

W układzie krzyżowym oba strumienie przepływają względem siebie pod kątem prostym. Chociaż czysty układ krzyżowy jest rzadko spotykanym rozwiązaniem, często spotyka się go w przypadku wymienników płaszczowo-rurowych jako składowa przepływu. Przegrody stosowane powszechnie w celu zwiększenia dynamiki przepływu płynu w przestrzeni płaszczowej, dzielą ją na szereg segmentów o przepływie krzyżowym.

Układy złożone (np. wymienniki z płaszczem o przepływie dzielonym lub rozbieżnym) są kombinacją powyższych układów. Większość wymienników spotykanych w przemyśle ma charakter złożony.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a

Wymiennik ciepła typu rura w rurze

Rekuperatory ? przykłady
Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła
Wymiennik ciepła typu rura w rurze
Płytowy wymiennik ciepła
wymiennik spiralny
Wymiennik płaszczowo-rurowy

Osobny artykuł: Wymiennik płaszczowo-rurowy.

Wymienniki płaszczowo-rurowe są jednym z najczęściej spotykanych typów wymienników w przemyśle41. Uniwersalność tego wymiennika wynika m.in. z:

różnorodności możliwych układów (różna ilość biegów, przeciwprąd, współprąd, itd.)
możliwość użycia elementów standardowych (rury, kołnierze, uszczelki, itd.)
stosunkowej prostota obliczeń i dużej dostępności do odpowiedniego oprogramowania
możliwości zastosowania w bardzo dużym zakresie ciśnień i temperatur1
szerokiej gamy możliwych materiałów konstrukcyjnych1.

Zbudowane są z cylindrycznego płaszcza, w którym biegną wiązki rurek. Jeden z płynów przepływa w przestrzeni płaszczowej, a drugi wewnątrz rurek. Wymiana ciepła zachodzi w poprzek ścian rurek.

Szczególnym przypadkiem jest wymiennik typu rura w rurze. Jego zaletą jest duża prostota. Jego główną wadą jest mała wydajność (powierzchnia wymiany ciepła jest mniejsza niż powierzchnia płaszcza, co generuje duże straty ciepła do otoczenia).

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a