Cum functioneaza schimbatoarele de caldura?

Te-ai uitat vreodata la fumul care iese pe cosuri si te-ai intrebat cata energie pompeaza inutil in aer? Economisirea energiei este o problema imensa si costisitoare si este unul dintre motivele pentru care se instaleaza adesea dispozitive numite schimbator de caldura pentru a salva cat mai multa caldura posibil din gazele reziduale. Schimbatoarele de caldura au si o multime de alte utilizari familiare. Motoarele din masini, nave si avioane folosesc schimbatoare de caldura pentru a functiona mai eficient, cazanele pe gaz le folosesc pentru a incalzi apa calda, iar daca ai un frigider sau un aparat de aer conditionat in casa, acestea folosesc si schimbatoare de caldura. Deci, ce sunt exact schimbatoarele de caldura si cum functioneaza? Sa aruncam o privire mai atenta!

Ce este un schimbator de caldura?

Sa presupunem ca aveti o  centrala pe gaz  care incalzeste calorifere cu apa calda in diferite incaperi din casa dumneavoastra. Functioneaza prin arderea gazelor naturale, realizand o linie sau o retea de jeturi de gaz fierbinte care merg in sus peste apa care curge printr-o retea de tevi. Pe masura ce apa pompeaza prin conducte, aceasta absoarbe energia termica si se incalzeste. Aceasta aranjare este ceea ce intelegem prin schimbator de caldura: jeturile de gaz se racesc si apa se incalzeste.

Un schimbator de caldura este un dispozitiv care permite caldurii dintr-un fluid (un lichid sau un gaz) sa treaca la un al doilea fluid (un alt lichid sau gaz) fara ca cele doua fluide sa fie nevoite sa se amestece sau sa intre in contact direct. Daca acest lucru nu este complet clar, luati in considerare acest lucru. In teorie, am putea obtine caldura de la jeturile de gaz doar aruncand apa rece peste ele, dar apoi flacarile s-ar stinge! Principiul esential al unui schimbator de caldura este ca acesta transfera caldura fara a atinge fluidul care transporta caldura.

La ce se folosesc schimbatoarele de caldura?

Puteti vedea schimbatoare de caldura in tot felul de locuri, de obicei pentru a incalzi sau raci cladirile sau ajutand motoarele si masinile sa functioneze mai eficient. Frigiderele si aparatele de aer conditionat, de exemplu, folosesc schimbatoarele de caldura in sens opus fata de sistemele de incalzire centrala: elimina caldura dintr-un compartiment sau incapere unde nu este dorita si o pompeaza intr-un fluid intr-un alt loc unde poate fi eliminata. Lichidul de racire este complet etansat in interiorul unei retele de tevi, astfel incat nu intra niciodata in contact cu aerul: preia energie termica din aerul din interior si o arunca in aerul din exterior, dar nu se amesteca niciodata direct cu acel aer. Acelasi principiu se foloseste si atunci cand aveti un boiler solar instalat.

In centralele electrice sau motoare, gazele de esapament contin adesea caldura care se pierde inutil in aer liber. Aceasta este o risipa de energie si ceva ce un schimbator de caldura poate reduce cu siguranta. Modul de a rezolva aceasta problema este prin utilizarea de schimbatoare de caldura pozitionate in interiorul tevilor de evacuare sau a cosurilor de fum. Pe masura ce gazele fierbinti  se deplaseaza in sus, ele trec pe langa tevile de apa curgand printre ele.