Wärmetauscher/Kühler

Ein Wärmeaustauscher, auch Wärmeübertrager genannt, überträgt die thermische Energie von einem Stoffstrom auf einen anderen.

Einteilung von Wärmeaustauscher

Die direkte Wärmeübertagung basiert auf der kombinierten Wärme- und Stoffübertragung bei trennbaren Stoffströmen. Als typisches Beispiel kann der Nasskühlturm genannt werden. Bei der indirekten Wärmeübertragung sind die Stoffströme räumlich durch eine wärmedurchlässige Wand getrennt. Diese werden als Rekuperator bezeichnet. Die halbdirekte Wärmeübertragung beruht auf den Wärmespeicher. Bei dieser Wärmeübertragung wird im Wechsel durch das heißere Medium erwärmt und dann durch das kältere abgekühlt. Die thermische Energie wird somit von dem heißeren auf das kältere Medium übertragen. Diese Art von Wärmeaustauscher wird als Regenerator bezeichnet.
Der Wärmeaustausch hängt hauptsächlich von der geometrischen Führung beider Stoffströme zueinander ab. Diese kann in drei Prinzipien unterteilt werden: Beim Gegenstrom strömen die Stoffe entgegenkommend aneinander vorbei. Das ursprünglich kalte Medium erreicht letztendlich die Temperatur des ursprünglich heißen Mediums. Dies ist jedoch nur mit einem Wirkungsgrad von 100 % möglich. Infolgedessen kann ein Tausch nur näherungsweise erfolgen. Beim Gleichstrom strömen die Stoffe nebeneinander in gleicher Richtung. Im Idealfall werden die Stofftemperaturen angeglichen und liegen grundsätzlich zwischen den Ausgangstemperaturen. Der Kreuzstrom führt die Stoffströme so, dass sich ihre Richtung kreuzen. Es ist somit eine Zwischenform des Gleichstromes und des Gegenstromes.  Ebenfalls möglich ist der Kreuzgegenstrom. Hier strömen die Stoffe entgegenkommend aneinander vorbei und dies obwohl sie sich auf ihrem Weg kreuzen.

Anwendung eines Wärmeaustauschers

Je nach Aggregationszustand der eingesetzten Medien können Wärmeaustauscher zur Kondensation des Kältemittels bei Klimaanlagen, zur Luftwärmeübertragung von Wärmepumpen zur Wärmeübertragung in Fernwärmenetzen, zur Luft  / Wasser Wärmeübertragung zur Schaltschankkühlung und zur Abgaswärmenutzung zum Vorwärmen der angesaugten Verbrennungsluft in industriellen Anlagen genutzt werden.

Literatur

• http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=W%C3%A4rme%C3%BCbertrager&oldid=87125011 (Abgerufen: 07.04.11).