izmjenjivač topline

ilustracija
IZMJENJIVAČ TOPLINE a) istosmjerni; b) protusmjerni
ilustracija1ilustracija2ilustracija3

izmjenjivač topline, uređaj koji služi za prijenos topline s jednoga fluida (plin, para, kapljevina) na drugi. Kako se tim uređajem prijenos topline (s fluida više na fluid niže temp.) ostvaruje u prvome redu konvekcijom, njegova je učinkovitost razmjerna brzini strujanja fluida i površini dodirnih ploha. Najčešće se primjenjuje za grijanje ili hlađenje radnoga medija u rashladnoj i procesnoj tehnici, termoenergetskim i nuklearnim postrojenjima, centralnome grijanju, pripravi potrošne tople vode i sl. Izmjenjivač topline može biti različitih konstrukcijskih rješenja i tipova izvedbe, a prema namjeni se naziva grijač, hladnjak, isparivač, kondenzator, predgrijač, radijator, konvektor itd.

Izmjena topline može biti izravna i neizravna. U izmjenjivaču topline s izravnom izmjenom dvije se struje fluida međusobno miješaju, čime se naposljetku dobiva struja kojoj je temperatura između temperatura toplije i hladnije struje. Tako se npr. u kondenzatorima miješanja kondenzacija pare postiže njezinim miješanjem s rashladnom vodom. U izmjenjivaču topline s neizravnom izmjenom, struje fluida odvojene su pregradnom stijenkom. U njima je mehanizam izmjene topline složeniji; sastoji se od konvekcije topline s tople struje na stijenku, kondukcije kroz stijenku i konvekcije sa stijenke na hladnu struju.

Izmjenjivač topline s neizravnom izmjenom može biti izveden kao rekuperator i regenerator. U rekuperatoru je izmjena topline obiju struja istodobna, tj. topla struja grije pregradnu stijenku hladeći se, dok ju hladna struja istodobno hladi grijući se. Strujanje može biti istosmjerno, protusmjerno ili križno. Jedino izlazna temp. hladne struje protusmjernih izmjenjivača topline može biti viša od izlazne temp. tople struje, dok se izlazne temperature dviju struja istosmjernog i križnog izmjenjivača mogu tek teorijski izjednačiti. Izmjenjivačke površine rekuperatora grade se od cijevi, snopova cijevi ili ploča. Kako bi se povećala površina za izmjenu topline, a time i učinak izmjenjivača, njezine se stijenke često orebruju. Regenerator je najčešće građen kao komora ispunjena materijalom velikoga toplinskoga kapaciteta, a struje se njime vode kroz kanale kojih se oplakivana površina nastoji učiniti što većom. Struje se kroz regenerator puštaju naizmjence: isprva topla struja, koja određeno vrijeme predaje toplinu materijalu regeneratora grijući ga, a zatim kroz iste kanale i hladna struja, koja se na njihovim površinama grije hladeći regenerator. Kako bi se omogućila kontinuirana dobava tople i hladne struje, primjenjuje se regenerator s parovima komora u kojima je preklop strujanja usklađen, ili rotacijski regenerator. U potonjem se kućište sastoji od dvaju dijelova, onoga za prolazak tople i onoga za polazak hladne struje. U kućištu se polagano okreće rotor sa saćastom ispunom, koja se pri prolasku kroz toplu struju zagrijava, a neposredno potom, prolaskom kroz hladnu struju hladi. Primjenom regeneratora mogu se postići znatne energetske uštede, npr. u grijanju i hlađenju zgrada. (→ klimatizacija)

izmjenjivač topline. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 24.5.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=28302>.