Hocheffizienter Rohrbündelwärmetauscher für die Lebensmittelverarbeitung

Wärmetauscher

Er dient hauptsächlich dazu, den Wärmeaustausch zwischen Medien zu ermöglichen. Das Druckbehältergerät trennt zwei oder mehr Fluide unterschiedlicher Temperaturen durch eine Wandfläche, sodass die Wärme vom Hochtemperaturfluid zum Niedrigtemperaturfluid übertragen wird, um Erwärmung, Kühlung, Kondensation oder Verdampfung zu erreichen und somit die Temperaturregelungsanforderungen verschiedener industrieller Prozesse zu erfüllen. Dazu gehören unter anderem Wärmetauscher, Kühler, Kondensatoren usw.

01 Wärmetauscher

Rohrbündelwärmetauscher: Er besteht aus einem Gehäuse, einem Rohrbündel, einer Rohrplatte, einem Kopf, Leitblechen und weiteren Komponenten. Das Hochtemperaturfluid strömt im Inneren der Rohre, das Niedrigtemperaturfluid fließt außerhalb der Rohre, wobei der Wärmeaustausch über die Rohrwand erfolgt. Diese Bauweise zeichnet sich durch hohe Stabilität, große Anpassungsfähigkeit sowie einfache Herstellung und Wartung aus und findet breite Anwendung.

Plattenwärmetauscher: Er besteht aus einer Reihe von Metallplatten mit bestimmter Wellenform, die übereinander gestapelt sind; zwischen den Platten entstehen schmale Kanäle. Das kalte und das heiße Fluid fließen jeweils in benachbarten Kanälen, wodurch der Wärmeaustausch über die Platten erfolgt. Zu seinen Vorteilen zählen eine hohe Wärmeübertragungseffizienz, kompakte Bauweise und geringer Platzbedarf; allerdings ist seine Verarbeitungskapazität relativ begrenzt und die Anforderungen an die Dichtung sind hoch.

Spiralplattenwärmetauscher: Er besteht aus zwei parallelen Metallblechen, die zu zwei spiralförmigen Kanälen gerollt werden. Das kalte und das heiße Fluid fließen jeweils in ihren eigenen Kanälen und tauschen Wärme aus. Dieser Typ zeichnet sich durch hohe Wärmeübertragungseffizienz, geringe Neigung zur Ablagerung sowie die Fähigkeit zur Behandlung hochviskoser Fluide aus; jedoch ist sein Herstellungsprozess komplex und die Reparatur schwierig.

02 Kühler

Luftkühler: Hauptsächlich bestehen sie aus Rohrbündeln, Ventilatoren, Rahmen usw. Dabei dient Luft als Kühlmittel: Das heiße Fluid strömt im Rohr, während die Wärme über die Rohrwand und die Lamellen auf die Außenluft übertragen wird. Die Luft wird durch einen Ventilator zwangsweise zugeführt. Luftkühler benötigen keine Wasserquelle und eignen sich daher besonders für wasserarme Gebiete oder Anwendungen mit hohem Wasserverbrauch, etwa bei bestimmten Kühlprozessen in Branchen wie Petrochemie und Kraftwerken.

Flüssigkeitskühler: Das Kühlmedium wird mittels einer Pumpe zum Wärmetauscher transportiert. Das Kühlmedium fließt entweder im Rohrinneren oder auf der Gehäuseseite und tauscht Wärme mit dem heißen Fluid außerhalb des Rohrs oder in einem anderen Kanal aus, wodurch die Temperatur des heißen Fluids gesenkt wird. Häufig verwendete Typen sind Rohrbündel-Flüssigkeitskühler und Platten-Flüssigkeitskühler.

Thermoelektrischer Kühler: Basierend auf dem Peltier-Effekt entsteht an der Verbindungsstelle eines Kreises aus zwei verschiedenen Halbleitermaterialien beim Durchfluss von Gleichstrom eine Wärmeaufnahme oder -abgabe, wodurch Kühlung oder Heizung erreicht wird. Durch eine sinnvolle Konstruktion und Anschlussmethode des thermoelektrischen Moduls kann Wärme von einem Objekt auf ein anderes übertragen werden, um so Kühlung oder Heizung zu bewirken.

Kältemaschine: Auch als Eiswasser‑Host oder Gefrierschrank bekannt, ist ein Gerät zur Erzeugung von tiefgekühltem Wasser, das weit verbreitet in Klimaanlagen, industrieller Kühlung und anderen Bereichen eingesetzt wird.

03 Verflüssiger

Verdunstungskondensator: Ein Verdunstungskondensator nutzt die Verdunstung von Wasser, um Wärme aufzunehmen und das Kältemittel abzukühlen. Er besteht hauptsächlich aus Kühlspiralen, Sprühsystemen, Ventilatoren, Wasserleitblechen und Wassersammelschalen. Während des Betriebs strömt das hochtemperaturige und hochdruckbelastete gasförmige Kältemittel in die Kühlspiralen; das Sprühsystem verteilt gleichmäßig Wasser auf der Oberfläche der Spiralen, wodurch sich ein Wasserfilm bildet. Der Ventilator sorgt dafür, dass Luft außerhalb der Spiralen strömt; ein Teil des Wassers im Wasserfilm verdunstet und nimmt dabei die Wärme des Kältemittels in den Spiralen auf, wodurch dieses abgekühlt und schließlich verflüssigt wird. Der verdunstete Wasserdampf wird von der Luft fortgetragen, durch das Wasserleitblech getrennt und der größte Teil des Wassers fließt zurück in die Wassersammelschale zur Wiederverwendung.

Luftgekühlter Kondensator: Ein luftgekühlter Kondensator besteht hauptsächlich aus Rippenrohren und Ventilatoren. Hochtemperatur- und hochdruckhaltiges gasförmiges Kältemittel tritt in die Rippenrohre ein, während der Ventilator Luft über die Außenfläche der Rippenrohre strömen lässt und dabei die Wärme des Kältemittels durch die Rohrwand der Rippenrohre an die Luft abgibt, wodurch das Kältemittel abkühlt und zu einer Flüssigkeit kondensiert. Nachdem die Luft Wärme aufgenommen hat, steigt ihre Temperatur und wird nach außen abgeführt.

Elektronischer Gaskondensator: Ein elektronischer Gaskondensator wird in der Elektronikindustrie zur Kühlung von hochreinem Elektronikgas eingesetzt. Das Funktionsprinzip ähnelt dem gewöhnlicher Kondensatoren, jedoch sind die Anforderungen an Material, Dichtung und Reinheit äußerst hoch. Das Kältekreislaufsystem dient der Kühlung, wobei die Wärme des Elektronikgases über den Wärmetauscher an das Kühlmedium abgegeben wird, um es zu kühlen, zu kondensieren oder zu verflüssigen. Zur Gewährleistung der Gasreinheit werden im Inneren spezielle Materialien verwendet, die nicht mit dem Elektronikgas reagieren, und die Anlage verfügt über eine gute Abdichtung, um das Eindringen externer Verunreinigungen zu verhindern.