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Ein Wärmetauscher im Ofen ist ein Bauteil, das in Gasöfen verwendet wird, um die Wärme des Ofens in das Haus zu übertragen und gleichzeitig zu verhindern, dass Verbrennungsgase in das Haus gelangen. Hier sind einige gängige Arten von Wärmetauschern:
Kaskadenwärmetauscher
Kaskadenwärmetauscher nutzen das Prinzip der Gegenstrom-Kaskaden-Wärmeübertragung. Die kalte Flüssigkeit fließt nach unten, während die heiße Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung nach oben fließt. Diese Art von Wärmetauscher hat eine kompakte Struktur. Er verfügt über einen hohen Wärmeübertragungswirkungsgrad, der 10 bis 50 Prozent höher ist als bei traditionellen Wärmetauschern. Ein Kaskadenwärmetauscher kann den Energieverbrauch und die Betriebskosten effektiv senken.
Rippenrohr-Wärmetauscher
Der Ofen heizt zunächst die Ofenrohre auf. Die Wärme wird dann auf die Flüssigkeit übertragen, die durch die Rohre fließt. Die Flüssigkeit kann Luft oder Wasser sein. Wenn die Flüssigkeit, die durch das Rohr fließt, Luft ist, hat das Rohr an seinen Außenflächen verlängerte Rippen. Die Rippen vergrößern die Oberfläche der Wärmeübertragung. Dadurch wird der Wärmeübertragungskoeffizient vom Rohr zur Luft erhöht. Diese Art von Wärmetauscher eignet sich für Anwendungen zur Abwärmerückgewinnung.
Doppelrohr-Wärmetauscher
Diese Art von Wärmetauscher hat ein Innenrohr und ein Außenrohr. Das Innenrohr führt die heiße Flüssigkeit, während die kalte Flüssigkeit im Ringraum zwischen den Innen- und Außenrohren fließt. Bei den meisten Doppelrohr-Wärmetauschern fließen die heißen und kalten Flüssigkeiten in entgegengesetzte Richtungen, was die Wärmeübertragungseffizienz verbessert.
Spiralwärmetauscher
Dieser Wärmetauscher verwendet Spiralkanäle, um die heiße und kalte Flüssigkeit in Gegenstromrichtung fließen zu lassen. Der Spiralkanal ermöglicht es den Flüssigkeiten, innerhalb einer kompakten Struktur mehrmals aneinander vorbei zu fließen. Dadurch wird die Wärmeübertragungsfläche erhöht. Somit haben Spiralwärmetauscher einen hohen Wärmeübertragungsgrad und können für die Wärmeübertragung zwischen zwei Flüssigkeiten verwendet werden.
Plattenwärmetauscher
Der Plattenwärmetauscher besteht aus vielen dünnen Platten, die zusammengefügt werden. Die heiße Flüssigkeit wird zwischen die Platten gepumpt. Dann wird die kalte Flüssigkeit zwischen sie gepumpt. Die beiden Flüssigkeiten fließen in Gegenstromrichtung. Die Konstruktion der Platte vergrößert die Oberfläche der Wärmeübertragung innerhalb des Wärmetauschers. Dadurch wird die Wärmeübertragungseffizienz verbessert. Die Plattenkonstruktion macht den Wärmetauscher kompakt und reduziert den Materialverbrauch.
Der Ofenwärmetauscher hat folgende Spezifikationen.
Häufige Wartung des Wärmetauschers ist wichtig, um seine Langlebigkeit und Effizienz zu gewährleisten. Die folgenden Wartungsmethoden können Benutzern und Fachleuten dabei helfen, Ofenwärmetauscher ordnungsgemäß zu pflegen.
Heizungssysteme für Wohngebäude:
Moderne Haushaltsöfen sind stark auf Wärmetauscher angewiesen, um Wärme zu liefern und gleichzeitig so wenig Brennstoff wie möglich zu verbrauchen. Die kompakte Bauweise von Aufwärtsofenwärmetauschern ermöglicht ihre einfache Integration in Geräte, die in Dachböden passen. Ihre großen Oberflächen übertragen die Wärme von den Verbrennungsgasen effizient auf die einströmende Luft. So bleiben Häuser im Winter gemütlich, ohne die Bankkonten der Bewohner übermäßig zu belasten.
Gewerbliche Heizung:
Viele der gewerblichen Anwendungen, in denen Wärmetauscher eingesetzt werden, verwenden auch flexible Kreuzstrommodelle. Diese größeren Modelle eignen sich gut für die größeren Luftmengen, die von größeren Wohnsystemen beheizt werden. Sowohl kleine als auch mittlere Wärmetauschermodelle funktionieren auch gut in kleinen Unternehmen und Einzelhandelsheizsystemen. Größere gewerbliche, institutionelle und industrielle Gebäude benötigen robustere Luftversorgungssysteme, da sich viele Menschen auf kleinem Raum befinden. Abwärtswärmetauscher verarbeiten problemlos größere Luftmengen in Schulen, Bürogebäuden, Fabriken und Lagern. Die laminierten Wärmetauscherkonstruktionen für einige speziell röhrenförmige und plattenförmige Modelle machen sie robust genug, um größere gewerbliche Gebäude mit Wärme zu versorgen.
Industrielle Prozesse:
Neben der Verwendung als Zentralheizsysteme, die periodisch ein- und ausgeschaltet werden müssen, bedeutet ein erheblicher andauernder Wärmebedarf in einigen industriellen Prozessen, dass einfache Öfen nicht immer die beste Lösung sind. Allerdings ist es oft entscheidend, den notwendigen Brennstoff für die Verbrennung zu sichern und jegliche Notwendigkeit des Austauschs großer Mengen an Elektrizität zu vermeiden. Wenn große Mengen an Dampf oder heißer Luft benötigt werden, werden häufig zentral angeordnete Abwärtswärmetauscher eingesetzt. Andere Brennstoffe als Elektrizität, wie Erdgas, Biogas, Propan oder Wasserstoff, können in diesen Systemen verbrannt werden, um Wärmeströme von 50 kW bis zu mehreren MW zu erzeugen. Wärmetauscher können auch in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Solarenergie mit Hilfe von thermochemischen Energiespeichern in Wärme umgewandelt wird.
Abwärtswärmetauscher:
Abwärtswärmetauscher werden oft unter solaren thermischen Energiespeichern platziert, die thermochemische Speicherung verwenden. Wärme aus Solarenergie wird verwendet, um eine Chemikalie zu erwärmen, die die Wärme speichern kann. Üblicherweise werden Temperaturen von 200-550 °C benötigt, mit Wärmeströmen zwischen 1-10 MW. Durch die Speicherung von Wärme auf diese Weise kann die Wärme später freigesetzt und von Wärmetauschern auf andere Systeme übertragen werden. Solarenergie und Verbrennungsbrennstoff sind die primären Energiequellen für Abwärtssysteme. Allerdings können auch Mikrowellen, Biomasse, Geothermie oder jede andere bekannte Energiequelle im industriellen Wärmemarkt in Abwärtswärmetauschern eingesetzt werden.
Ein effizienter Ofenwärmetauscher ist eine Investition in die ökologische Nachhaltigkeit und das Endergebnis. Bei der Auswahl von industriellen Wärmetauschern muss zunächst die Anwendung festgelegt werden. Was ist die Wärmequelle? Was ist die Temperatur des Heiz-/Kühlmediums? Was ist die gewünschte Temperatur des zu verarbeitenden Stoffes? Was ist die gewünschte Übertragungsrate? Sobald diese Parameter identifiziert sind, ist es einfacher, die Art des Wärmetauschers auszuwählen, die die Anforderungen erfüllt.
Als Nächstes ist eine Kapazitätsberechnung erforderlich, um die Größe der Wärmeübertragungsfläche des Wärmetauschers zu bestimmen, die erforderlich ist, um die gewünschte Wärmeübertragungsrate zu erreichen. Die Berechnungen sollten auf den in der Industrie verwendeten Ingenieurformeln basieren. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Wärmetauscher nicht zu groß dimensioniert ist, da dies zu unnötigen Ausgaben führen würde, und auch nicht zu klein, da dies das Risiko bergen würde, dass der Prozess nicht die gewünschte Effizienz erreicht.
Sobald die Art und Größe des Wärmetauschers festgelegt sind, ist es wichtig, die Konstruktionsdetails zu berücksichtigen, einschließlich der Materialien, die zur Herstellung des Ofenwärmetauschers verwendet werden. Diese Materialien sollten aufgrund ihrer Beständigkeit gegen die Korrosion des Stoffes ausgewählt werden, mit dem sie in Kontakt kommen. Außerdem müssen die Druck- und Temperaturbewertungen des Wärmetauschers genau geprüft werden, um sicherzustellen, dass er den Betriebsbedingungen des Systems standhalten kann. Es ist auch wichtig, die Wartungsanforderungen des Wärmetauschers und seine Fähigkeit, thermische Ausdehnung und Kontraktion zu verkraften, zu berücksichtigen. Stellen Sie sicher, dass die Konstruktion des Wärmetauschers den einschlägigen Industriestandards und -normen entspricht, um rechtliche und Sicherheitsfragen zu vermeiden.
Schließlich ermitteln Sie die Kosten des Wärmetauschers. Dies beinhaltet den Kaufpreis, die Installationskosten, die Betriebskosten des Systems, an das er angeschlossen wird, die Wartungskosten über seine Lebensdauer und potenzielle Störungen des Prozesses während der Installation. Die Wahl eines industriellen Wärmetauschers ist eine langfristige Investition, und es ist wichtig, die wirtschaftlichen und technischen Faktoren zu berücksichtigen, bevor eine Entscheidung getroffen wird.
F: Welche Funktion hat der Wärmetauscher in einem Ofen?
A: Der Wärmetauscher ist das Hauptbauteil eines Ofens. Er überträgt die Wärme von den Verbrennungsgasen auf die Luft, die durch den Ofen in das Haus geblasen wird.
F: Haben alle Öfen Wärmetauscher?
A: Ja, alle Öfen haben einen Wärmetauscher, unabhängig davon, ob sie mit Gas, Öl oder Strom betrieben werden.
F: Wie viele Arten von Wärmetauschern gibt es in einem Ofen?
A: Zwei Haupttypen – Einzelschwungofenwärmetauscher und Doppelwärmetauscher. Letztere lassen sich weiter in Rauchgas-Kondensationswärmetauscher und Rohrbündelwärmetauscher unterteilen.
F: Sind Ofenwärmetauscher wichtig?
A: Ja, Ofenwärmetauscher sind unerlässlich, da sie die Wärmeübertragung von der Verbrennung des Brennstoffs auf die Luft ermöglichen, die für die Wärme im ganzen Haus geblasen wird.
F: Kann man Ofenwärmetauscher separat kaufen?
A: Ja, es ist möglich, Ofenwärmetauscher unabhängig vom Ofen zu kaufen, wenn dieser defekt ist und ausgetauscht werden muss.
