Chladiace systémy pomáhajú stabilizovať teploty v rôznych odvetviach, vrátane výroby, dátových centier, automobilového priemyslu a systémov HVAC (vykurovanie, vetranie a klimatizácia). Ak sú teploty príliš vysoké, môžu poškodiť systémy, znížiť prevádzkovú účinnosť a spôsobiť bezpečnostné riziká. Chladiace systémy využívajú výmenníky tepla, ktoré sú hlavnou súčasťou systému, na prenos nežiaducej tepla z jedného média do druhého, čím umožňujú systému dosiahnuť jeho chladiace ciele. LIATEM, odborník na riešenia tepelného manažmentu, navrhuje a vyrába vysoko kvalitné výmenníky tepla určené pre rôzne chladiace systémy. Pre prevádzkovateľov zariadení, inžinierov a spoločnosti môže znalosť funkcie výmenníka tepla v chladiacom systéme zvýšiť chladiacu účinnosť, minimalizovať energetickú náročnosť systému a predĺžiť životnosť zariadení. Tento článok zdôrazňuje hlavné úlohy výmenníka tepla v chladiacich systémoch a jeho praktickú hodnotu v rôznych oblastiach použitia.
Hlavnou funkciou výmenníka tepla v chladiacich systémoch je dosiahnuť efektívny prenos tepla medzi dvoma alebo viacerými telesami s rôznymi teplotami.
Každý chladiaci systém má niečo, čo treba ochladiť, a niečo, čo pohlcuje teplo. Chladiace prostriedky pre zariadenia vyvíjajúce teplo, motorový olej a teplý vzduch v miestnosti sú „horúce médiá“, ktoré je potrebné ochladiť, zatiaľ čo chladiaca voda, chladiace médium a studený vonkajší vzduch sú „studené médiá“, ktoré teplo prijímajú. Výmenník tepla využíva kovové platne, rúrky alebo žebra ako špeciálne stykové povrchy a umožňuje prenos tepla medzi horúcimi a studenými médiami bez priameho miešania. Uvažujme chladiaci systém dátového centra. Tu výmenník tepla prenáša teplo z chladiacej kvapaliny servera do obežnej chladiacej vody. Kvapalina sa vráti späť k serveru, aby znova pohltila teplo, a tak cyklus kvapalinového chladenia nepretržite pokračuje. Výmenník tepla od LIATEM využíva optimálne konštrukčné návrhy, vrátane zvýšenej účinnosti prenosu tepla cez žebra a turbulentných tokových kanálov, ktoré rozširujú rozsah prenosu tepla. Tieto návrhy výrazne znížia požadovaný prenos tepla, čo umožňuje chladiacemu systému rýchlo znížiť teplotu horúceho média na požadovanú hranicu. Schopnosť výmenníka tepla efektívne prenášať teplo robí z neho najdôležitejšiu súčasť chladiacich systémov.
V určitých systémoch, napríklad chladivo v klimatizačnom systéme je jedovaté a horľavé, a automobilový chladiaci systém obsahuje chladiacu kvapalinu, ktorá obsahuje inhibítory korózie; horúce a studené médium musí byť oddelené.
Výmenník tepla oddeluje rôzne médiá pri prenose tepla, aby udržal bezpečnosť systému a čistotu médií. Konštrukcia výmenníkov tepla, ako sú uzavreté trubkové zväzky alebo doskové medzery, vytvára fyzickú bariéru medzi horúcou a studenou stranou. Médiá prúbia samostatnými cestami a cez steny sa vymieňa len teplo bez akéhokoľvek miešania. Toto oddelenie zabraňuje krížovému znečisteniu. Napríklad v chemickom závode systém chladiacej kvapaliny výmenníka tepla zabraňuje zmiešaniu koroze spôsobujúcej chladiacej kvapaliny s verejnou vodou, čím sa predchádza korózii a znečisteniu. LIATEM používa vysokej tesnosti materiály na zabránenie zmiešavania médií. Materiály ako tesnenia z EPDM a zvárané spoje trubiek zabezpečujú oddelenie aj pri vysokých teplotách a tlakoch. Oddelenie médií je nevyhnutné na zabezpečenie spoľahlivosti a bezpečnosti chladiacich systémov.
Chladiaci systém vyžaduje výmenník tepla na udržanie energetickej účinnosti systému, pretože optimalizuje prenos tepla. Pri kvapalinovom chladení sa používa čerpadlo na cirkuláciu vody a ventilátor na cirkuláciu vzduchu, čo obe predstavuje vysokú energetickú náročnosť.
Použitie pokročilých technológií ohrevu minimalizuje spotrebu energie pri maximálnej výmene tepla. Výmenníky tepla LIATEM ponúkajú o 30 % až 50 % lepšie koeficienty prenosu tepla. Pri rovnakých chladiacich aplikáciách vysoko účinné výmenníky tepla používajú nižšie prietoky studených médií, ako je voda, chladiace látky a dokonca aj ľad. Toto nižšie využitie chladiacich médií vedie k nižšej spotrebe energie u čerpadiel vody, kompresorov na výrobu ľadu a kompresorov chladiacej látky. Iné výmenníky tepla a regeneračné výmenníky tiež chladia a rekuperujú teplo. V továrni v chladiacom systéme výmenníky tepla ochladili a rekuperujú teplo z odpadného vzduchu z interiéru, predohrievaním čerstvého vzduchu sa zníži zaťaženie klimatizácie. Tento prenos tepla z chladiaceho systému zvyšuje účinnosť systémov, zníži energetické náklady a napĺňa ciele energetickej úspornosti vyhovujúce požiadavkám na rozvoj s nižšou uhlíkovou stopou.
Rozdielnosť a jedinečnosť každého scenára a odvetvia si vyžaduje rôzne požiadavky na chladiace systémy. Môže ísť o rôzne teploty chladenia (medzi 20 stupňami pod až po 300 stupňov), typy médií (kvapaliny, plyny a tuhé látky) a iné klimatické podmienky (vysoká vlhkosť a vysoká korózia), v ktorých budú tepelné výmenníky používané.
LIATEM ponúka rôzne výmenníky tepla pre rôzne potreby chladenia. Trubkové výmenníky tepla sú vhodné pre systémy chladenia za vysokého tlaku a teploty, napríklad pri chladení pary v elektrárni, zatiaľ čo doskové výmenníky tepla sú určené na nízkoteplotné chladienie kvapalina–kvapalina (napr. spracovanie potravín a nápojov). Výmenníky tepla s opláštenými trubicami sú určené na výmenu tepla medzi plynom a kvapalinou, ako napríklad automobilové radiátory. Pre agresívne prostredia, ako sú námorné chladiace systémy, sú výmenníky tepla LIATEM vyrobené z dlhovekých korózne odolných materiálov, ako sú zliatiny titánu a Hastelloy. Prispôsobivosť výmenníkov tepla LIATEM znamená, že sa používajú takmer vo všetkých chladiacich systémoch. Rozsah sa pohybuje od malých domácich klimatizačných zariadení až po veľké priemyselné chladiarenské veže. To robí z výmenníkov tepla univerzálne komponenty pri efektívnejšom riadení tepelnej energie.
Výmenník tepla stabilizuje prevádzku chladiacich systémov, aby chránil zariadenie pred poškodením. Náhle zmeny tepelného zaťaženia, ako napríklad nárast generovania tepla servermi v dátových centrách alebo zmeny otáčok motora v automobilových chladiacich systémoch, spôsobujú nestabilitu chladiacich systémov. To má za následok kolísanie teploty a poškodenie zariadenia. Výmenník tepla stabilizuje chladiace systémy úpravou kapacity prenosu tepla v reakcii na zmeny tepelného zaťaženia.
Niekoľko modelov výmenníkov tepla, ako je napríklad regulovateľný výmenník tepla LIATEM, má nainštalované riadiace ventily alebo ventilátory s variabilnou rýchlosťou. Ako sa zaťaženie tepla zvyšuje, tepelný výmenník zvyšuje prietok studenej kvapaliny alebo pridáva vzduch do výmenníka na podporu prenosu tepla. Naopak, ak sa teplo zníži, prietok studenej kvapaliny v výmenníku sa znižuje, aby sa zabránilo prechladnutiu, aby sa ušetrila energia. Okrem toho, buferový účinok výmenníka tepla zabraňuje chladnej tekutine priamemu prístupu k tepelným častiam zariadenia, čím sa znižuje negatívny vplyv radikálnych zmien teploty. Rovnako ako v systémoch chladenia batérií nových energetických vozidiel, súčasne navrhnuté výmenníky tepla pomaly znižujú teplotu batérie, aby sa predišlo nepriaznivo rýchlym zmenám teploty batérie. Táto stabilizačná funkcia výmenníka tepla chráni zariadenia vyrábajúce teplo, ak sú chladiace systémy stagnujúce v rámci bezpečného teplotného rozsahu, životnosť zariadenia sa výrazne zvyšuje.
S rastúcou dôležitosťou ochrany životného prostredia rastie aj požiadavka na zníženie environmentálnych dopadov chladiacich systémov. Výmenníky tepla prispievajú k ekologickej chladeniu mnohými spôsobmi.
Na začiatku efektívny výmenník tepla zníži spotrebu energie, čo zase zníži emisie oxidu uhličitého vznikajúce pri výrobe elektrickej energie. Napríklad vysokoefektívny výmenník tepla LIATEM pomáha dátovému centru každoročne znížiť emisie CO2 o 15–25 % vo porovnaní so staršími, tradičnými systémami. Po druhé, odparovacie výmenníky tepla môžu používať ako chladiace médium vzduch alebo vodu, a preto nepotrebujú používať chladiace látky škodlivé pre ozónovú vrstvu, ako sú CFC. Po tretie, funkcia rekuperácie tepla výmenníka umožňuje využitie odpadového tepla na vykurovacie procesy, čím ďalej znižuje potrebu iných zdrojov energie a tiež zmierňuje množstvo odpadového tepla, ktoré by inak bolo uvoľnené do ovzdušia. Výmenníky tepla od LIATEM navyše používajú ekologické výrobné materiály, ako bezolovnaté povrchy a iné recyklovateľné kovy, čím prispievajú k ochrane životného prostredia. Znížením environmentálnej škody poskytuje výmenník tepla chladiacim systémom veľmi žiaduce zelené prevádzkové schopnosti a spĺňa ekologické predpisy mnohých vlád a odvetví.
Horúce správy
EN
