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 ˙ = ? ? 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
Ze względu na konieczność rolowania
Wymiennik spiralny
Wymienniki tego typu skonstruowane są z płyt owiniętych spiralnie tworzących przestrzenie dla przepływających płynów. Płyty stanowią powierzchnię wymiany ciepła. Ze względu na konieczność rolowania płyt liczba materiałów konstrukcyjnych jest ograniczona. Wymienniki te są zwykle krótkie i mają dużą średnicę. Maksymalna temperatura pracy wynosi ok. 500°C1, a maksymalne ciśnienie ok. 25 barów1. Ich zaletą jest:
możliwość pracy z problematycznymi płynami ? wytrącającymi osady, o dużej lepkości lub zawierającymi zanieczyszczenia
samoczyszczenie wynikające z dużych prędkości przepływu płynów
łatwość czyszczenia wynikająca z małej liczby kanałów
małe straty cieplne wynikające z małej powierzchni płaszcza w stosunku do powierzchni wymiany ciepła oraz faktu, że płyn w najbardziej zewnętrznych kanałach ma najniższą temperaturę (tj. najbardziej zbliżoną do temperatury zewnętrznej)
w przypadku przecieku istnieje małe prawdopodobieństwo przedostania się płynu do atmosfery.
Ten typ wymienników wykorzystuje się w przemyśle celulozowym i alkoholowym5.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a
Spalanie biomasy
Pompa ciepła
Energię uzyskuje się stosując pompę ciepła, która wymusza obieg energii cieplnej ze źródła zimniejszego (grunt) do ogrzewanego budynku. Zastosowanie tego urządzenia umożliwia korzystanie z energii zmagazynowanej w gruncie, który podgrzewany jest przez energię słoneczną. Takie ogrzewanie nie ma nic wspólnego z gorącymi źródłami ani z wykorzystaniem energii geotermalnej. Nośnikiem energii, który napędza pompę ciepła, w większości wypadków jest energia elektryczna. Jedynie w pojedynczych przypadkach pompa ciepła napędzana jest przez silnik spalinowy zasilany gazem ziemnym1.
Wady i zalety:
bardzo niskie koszty jednostki produkowanego ciepła,
wysoki koszt inwestycyjny, zwłaszcza wykonania wymiennika ciepła w gruncie,
brak emisji szkodliwych substancji w miejscu stosowania urządzenia.
Spalanie biomasy
Biomasa może być wykorzystywana jako paliwo do urządzeń grzewczych. Spalane mogą być między innymi:
drewno ? polana, zrębki, pellety,
słoma ? bele lub kostki słomy, brykiet słomiany,
biogaz albo gaz drzewny otrzymywany z biomasy.
Wady i zalety:
paliwo dostępne jest zazwyczaj w niedużej odległości od miejsca wykorzystania ? nie ma konieczności transportu jak w przypadku węgla,
ceny biomasy, zwłaszcza różnego rodzaju odpadów, jest zazwyczaj niższa od innych paliw,
emisję dwutlenku węgla ze spalania biomasy uważa się za zerową, a zatem nieprzyczyniającą się do efektu cieplarnianego.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Ogrzewanie