Què és un intercanviador de calor?
Les bombes de calor són útils per reduir el consum d'energia i millorar l'eficiència energètica d'una manera ecològica. La creixent satisfacció a tot el món amb la tecnologia HVAC està impulsant la recerca de millors maneres de fer els intercanviadors de calor més eficients.
L'intercanviador de calor és crucial perquè tot el sistema de bomba de calor funcioni sense problemes. Tot i que tots els intercanviadors de bombes de calor segueixen dissenys bàsics similars, les bombes de calor de primer nivell necessiten els millors intercanviadors de calor possibles. Anem a aprofundir en com funcionen els intercanviadors de calor, el seu disseny, adequació i altres aspectes importants.
Què és un intercanviador de calor?
Un intercanviador de calor és un dispositiu que tracta els aspectes essencials del procés d'energia tèrmica. Funciona basant-se en els principis de la termodinàmica, permetent la transferència de calor entre fluids amb diferents propietats. Hi ha un espectre de dissenys d'intercanviadors de calor, que abasten des de les innovacions convencionals fins a les modernes.
Les característiques específiques del disseny estan influenciades per diverses aplicacions, com ara plantes de processament industrial. Els intercanviadors de calor han guanyat una acceptació àmpliaSistemes de climatitzacióper la seva eficaç regulació de la temperatura i la seva rendibilitat. La seva utilització ensistemes de refrigeraciótambé és àmpliament acceptat.
Com s'intercanvia la calor?
Els principis de dinàmica tèrmica regeixen com es transfereix la calor dins del dispositiu. La calor es mou de manera natural de les zones d'alta temperatura a les de més baixa temperatura. Els sistemes de bombes de calor transfereixen principalment la calor d'una font de calor a un dissipador de calor, funcionant segons el principi de moure la calor en lloc de generar-la.
Diversos modes de transferència de calor garanteixen que el procés es produeixi de manera eficient dins del refrigerant. Un intercanviador de calor no és una unitat única, sinó una combinació de bobines, plaques, tubs i altres components que treballen junts per facilitar l'intercanvi de calor. Anem a aprofundir:
●Conducció- Això implica la transferència de calor entre molècules amb diferents energies cinètiques. Quan les molècules xoquen, les que tenen més energia transfereixen calor a les que tenen menys energia. Els intercanviadors de calor utilitzen parets que actuen com a barreres entre els fluids, facilitant la conducció. Funcionen basant-se en la llei de Fourier de la conducció de la calor, continuant fins que s'assoleix l'equilibri tèrmic.
●Convecció -Governat per la llei de refredament de Newton, aquest procés implica la transferència d'energia tèrmica a mesura que les molècules es mouen al llarg de les parets de l'intercanviador de calor. Les molècules escalfades s'expandeixen i augmenten a causa de la seva menor densitat, transferint la calor a les molècules més fredes a mesura que es mouen. Aquest procés continu crea un corrent de convecció.
●Radiació tèrmica-En aquest procés, s'emet energia electromagnètica des d'una superfície d'alta temperatura. A diferència de la conducció i la convecció, la radiació no requereix un mitjà de transferència i flueix lliurement.
Tipus d'intercanviador de calor
Els diferents tipus d'intercanviadors de calor compleixen diverses funcions, sent el tipus de contacte indirecte una categoria. Aquests intercanviadors de calor utilitzen plaques i tubs com a particions, assegurant que els fluids implicats no es barregin durant el procés d'intercanvi de calor.
Típicament construïts amb metall, les parets dels tubs o plaques són components clau. Els intercanviadors de calor indirectes es poden classificar en:
●Bescanviadors de calor de plaques- Aquests dispositius consisteixen en plaques primes ben empaquetades, que permeten un flux de fluids separat. Normalment utilitzen una configuració de flux a contracorrent i ofereixen opcions de personalització com ara aletes de coixí o aletes de placa.
●Bescanviadors de calor de carcassa i tub- Aquest tipus consta de múltiples tubs allotjats dins d'un recinte cilíndric més gran. Els tubs estan aïllats, amb fluids que flueixen dins i sobre la superfície exterior dels tubs de l'intercanviador de calor. Els intercanviadors de calor de carcassa i tub admeten configuracions de flux a contracorrent i concurrents i són compatibles amb fluids monofàsics i bifàsics.
Com funciona l'intercanviador de calor?
Com funcionen els intercanviadors de calor
Els intercanviadors de calor són instruments dissenyats per permetre la transferència de calor entre molècules de fluids de diferents temperatures. Els intercanviadors de calor d'aire condicionat són compatibles amb una gran varietat de tipus de fluids classificats com a fluid de procés o fluid d'utilitat.
El refrigerant és un fluid que s'utilitza habitualment a les bombes de calor modernes, que són components vitals en diverses indústries tant per a les operacions de calefacció com de refrigeració.
Funcionament dels intercanviadors de calor en sistemes de climatització
Principalment, els sistemes HVAC utilitzen espai per a l'intercanvi d'energia tèrmica. L'intercanviador de calor dels sistemes HVAC funciona intercanviant calor i aire fred. Els problemes amb els intercanviadors de calor poden afectar significativament el rendiment general del sistema HVAC.
Un intercanviador de calor que funciona mal no facilita el procés d'intercanvi de calor, provocant molèsties i una qualitat de l'aire compromesa dins de l'edifici.
