Ein Rohrbündelwärmetauscher überträgt thermische Energie von einem Energieträger auf einen anderen. Wärme vom Heizmedium wird auf das kühlere Medium übertragen. Die beiden Medien werden bei der Wärmeübertragung voneinander getrennt und können nicht miteinander vermischt werden. Als Medium werden hauptsächlich Flüssigkeiten verwendet, es können aber auch Gase verwendet werden. Die Wärmeübertragungseffizienz hängt von der Temperaturdifferenz des Mediums ab. Je größer die Temperaturdifferenz, desto mehr Wärmeenergie kann übertragen werden. Die große Temperaturdifferenz erfordert auch eine kleinere Wärmeübertragungsfläche. Das Funktionsprinzip des Rohrbündelwärmetauschers ist das gleiche wie das des Plattenwärmetauschers. Plattenwärmetauscher haben jedoch eine größere Wärmeübertragungsfläche und sind daher effizienter.
Der Aufbau eines Rohrbündelwärmetauschers
Rohrbündelwärmetauscher bestehen aus Innenrohren, durch die das Medium strömt, und die Zylinder werden um die Rohre gespannt, um einen Gegenstrom zu erzeugen, wodurch die Gesamtwärmeübertragung erhöht wird. Die Größe des Wärmetauschers, die Länge der Verrohrung, die verwendeten Materialien und letztendlich der Preis müssen beim Kauf berücksichtigt werden. Röhrenförmige Gaswärmetauscher werden in der Regel aus Edelstahl oder Titan gefertigt. Rohrbündelwärmetauscher sind eine der ältesten Arten von Wärmetauschern. Sie sind seit über einem Jahrhundert im Einsatz. Bei der Auswahl eines Wärmetauschers ist jedoch zu beachten, dass die Bauweise des Plattenwärmetauschers aufgrund der kompakteren Bauweise und der höheren Wärmerückgewinnung von den meisten Unternehmen favorisiert wird.
Im Vergleich zu Rohren haben Plattenkonstruktionen eine größere Oberfläche und können daher mehr Wärmeenergie übertragen. Außerdem sind Plattenwärmetauscher um ein Vielfaches günstiger. Daher weist der Plattenwärmetauscher eine hohe Kompaktheit und eine hohe Wärmeübertragungseffizienz auf. Gleichzeitig wird der Innendruck des Plattenwärmetauschers reduziert.
Die Reinigung eines Rohrbündelwärmetauschers
Bedingt durch die größere Bauform, die gebündelten Rohre und die verwendeten Medien durch den Wärmetauscher können sich außerhalb der Rohre Ablagerungen bilden. Diese Ablagerungen sind oft schwer zu entfernen. Daher sollte beim Einsatz von Rohrbündelwärmetauschern auf den zusätzlichen Wartungs- und Reinigungsaufwand geachtet werden, der oft mit einem Austausch und einer aufwändigen Demontage einhergeht. Plattenwärmetauscher erfordern im Vergleich zu Rohrbündelwärmetauschern keine größeren Wartungsarbeiten. Das spezielle Design des gelöteten Plattenwärmetauschers erzeugt eine Strömung, die einen Selbstreinigungseffekt erzeugt und die Plattenoberflächen im Inneren des Wärmetauschers effektiv reinigt. Darüber hinaus können Plattenwärmetauscher mit einem maximalen Gewicht von 20 kg problemlos von einer Person ausgetauscht und gereinigt werden.
Die verschiedenen Arten
Je nach Betriebsweise und Strömungsrichtung des Mediums kann zwischen Kreuzstromrekuperatoren, Gegenstromrekuperatoren und Gleichstromrekuperatoren unterschieden werden. Ein Gegenstromwärmetauscher kann die Wärmeübertragung am besten gewährleisten. Die Wärmeübertragung des Durchlaufwärmetauschers ist gering. Dies gilt insbesondere für die Temperierung des Mediums. Außerdem eignen sich Durchlaufwärmetauscher aufgrund der geringeren thermischen Belastung besser zum schnellen Abkühlen oder Aufheizen. Der Kreuzstromrekuperator stellt einen Kompromiss zwischen den beiden anderen Konstruktionen dar.
Beispiele für Rohrbündelwärmetauscher sind Kondensatoren als Kreuzstromwärmetauscher, Ölkühler an großen Maschinen, oft als Gegenstromwärmetauscher arbeitend, aber auch als Sicherheitskühler oder als Abgaswärmetauscher in industriellen Prozessen. Wärmetauscher werden verwendet, um Abwärme von Öfen zurückzugewinnen. Das heiße Abgas wird durch einen Kanal oder eine Leitung geleitet, wo das in den Ofen gesaugte Gas an den erhitzten Wänden der Leitung oder Leitung erhitzt wird. Die wärmeübertragenden Wände können aus hitzebeständigem Stahl, Gusseisen oder Keramik bestehen. Den Heiz- und Glühöfen sind Wärmetauscher nachgeschaltet, die den Wirkungsgrad erhöhen und die Ofentemperatur erhöhen.