Grundlagen der Wärmeübertragung

Luft-Luft-Wärmetauscher und Anwendungsbereiche

Luft-Luft-Wärmetauscher werden sowohl zur Wärme- als auch zur Energierückgewinnung in Lüftungsanwendungen und in Kühllösungen mit geschlossenem Kreislauf für das Wärmemanagement eingesetzt. Es gibt zwei Kategorien von Luft-Luft-Wärmetauschern: Rotations- und Plattenwärmetauscher.

plattenwärmetauscher
Plattenwärmetauscher

Ein Plattenwärmetauscher ist eine Art zur Energierückgewinnung, der in den Zu- und Abluftströmen eines Lüftungssystems angeordnet ist.

Ein Plattenwärmetauscher arbeitet ziemlich einfach. Zwei benachbarte Aluminiumplatten bilden Kanäle, durch die die Luft strömen kann. Die Zuluft strömt auf einer Seite der Platte und die Abluft auf der anderen Seite. Die Wärme in der Abluft wird durch die Platte von der wärmeren Luft in die kältere Luft abgegeben.

Ein sehr wichtiger Parameter für die Leistung eines Plattenwärmetauschers ist der Abstand zwischen den Platten. Ein schmaler Kanal führt zu einem hohen Druckverlust, aber auch zu einem hohen Wirkungsgrad. Letzteres bedeutet, dass mehr Wärme auf die kalte Seite übertragen wird. Wenn ein geringerer Druckverlust erforderlich ist, ist es besser, einen höheren Plattenabstand zu verwenden. Der Kompromiss ist eine geringere Effizienz.

heatex model h2 platte epoxy

Normalerweise beinhaltet die Abluft Feuchtigkeit und/oder Schadstoffe. Bei einem Plattenwärmetauscher vermischen sich die Luftströme jedoch nicht und die Zuluft bleibt frisch und sauber. Um Leckagen und Verunreinigungen zu vermeiden, werden Heatex-Plattenwärmetauscher mit einem doppelten Dichtungskonzept konstruiert. Dies bedeutet sowohl Kleben als auch eine mechanische Abdichtung.

Um das Aluminium vor schädlichen Substanzen oder korrosiven Umgebungen zu schützen, wird empfohlen, die Platten mit Epoxy zu beschichten und sowohl die Endplatten als auch die Profile zu lackieren.

Die beiden häufigsten Arten von Plattenwärmetauschern sind Kreuz- und Gegenstromwärmetauscher. In einem Kreuzstromwärmetauscher strömen die kalte und die warme Luft senkrecht zueinander. In einem Gegenstromaustauscher strömen die beiden Luftströme in entgegengesetzter Richtung zueinander.

Plattenwärmetauscher

Sehen Sie alle unsere Kreuz- und Gegenstromwärmetauscher.

rotationswärmetauscher
Rotationswärmetauscher

Ein rotierender Wärmetauscher ist eine Art zur Energierückgewinnung, der in den Zu- und Abluftströmen eines Lüftungssystems angeordnet ist.

Heatex Rotationswärmetauscher bestehen aus einem Aluminiumrad, das von einem Gehäuse aus verzinktem Stahl getragen wird. Das Rad wird von einem kleinen Elektromotor und einem Riemenantriebssystem gedreht. In einer Hälfte der Umdrehung strömt die Abluft aus dem Innenraum durch die Speichermasse. Seine Wärme wird in der Speichermasse gespeichert und in der anderen Hälfte der Umdrehung an die von außen kommende Frischluft abgegeben.

Das Rad besteht aus einer Speichermasse, die aus zwei Folien besteht, einer flachen und einer gewellten. Zusammen bilden sie Kanäle, durch die die Luft strömen kann. Die Größe des Kanals wird als Wellenhöhe bezeichnet.

speichermasse

Unterschiedliche Wellenhöhen und Rotordurchmesser des Rades ergeben unterschiedliche Wirkungsgrade, Druckverluste und Luftgeschwindigkeiten.

Luftstrom und Wellenhöhe

In korrosiven Umgebungen ist die Speichermasse idealerweise durch eine Epoxy-schicht geschützt. Zur Feuchtigkeitsübertragung wird die Speichermasse entweder teilweise oder vollständig mit Silica Gel oder Molekular Sieve (3Å) beschichtet.

Die Leckage zwischen Abluft und Zuluft wird durch Abdichten und in einigen Fällen auch durch Hinzufügen einer Spülkammer verringert. Einige Leckagen können jedoch nicht vollständig verhindert werden.

Rotationswärmetauscher haben ein geringes Einfrierrisiko. Einfrieren ist nur bei sehr niedrigen Temperaturen ein Problem.

Sehen Sie alle unsere Rotationswärmetauscher.

Lüftungsanwendungen

Alle Gebäude benötigen ein Lüftungssystem, um eine gute Raumluftqualität zu gewährleisten, in der Mensch und Maschine effizient arbeiten können. Die Raumluftqualität wird durch atmende Menschen, die die Konzentration von Kohlendioxid erhöhen, und durch Maschinen, die die Anzahl der Partikel erhöhen, bestimmt.

Um ein gesundes Gebäudeklima zu gewährleisten, muss die verunreinigte Luft ausgetauscht werden. Daher müssen die Gebäude mit einer Lüftungsanlage ausgestattet werden, das die verunreinigte Luft durch neue und frische Luft zu ersetzen.

Um die Gesamtbetriebskosten des Gebäudes zu senken, enthält eine Lüftungsanlage oft ein Wärmerückgewinnungssystem (Wärmetauscher), das Wärme und/oder Feuchtigkeit zwischen der Zu- und Abluft überträgt.

Neben der Belüftung von Gewerbe- und Wohngebäuden umfassen solche Systeme auch industrielle Anwendungen, bei denen z. B. Prozessluft mit hoher Temperatur aus dem System abgeführt und zum Vorwärmen neuer Frischluft verwendet wird.

Die häufigste Anwendung ist die Belüftung für Komfortanwendungen, d. h. die kontrollierte Wohnraum-Be-und Entlüftung. In Nordeuropa wird dies üblicherweise als „Wärmerückgewinnung“ bezeichnet, d. h. dass kalte Frischluft vorgewärmt wird, bevor sie in das Gebäude gelangt. In heißeren und feuchteren Regionen geht es in der Regel um eine Vorkühlung und Entfeuchtung der Frischluft, bevor sie in das Gebäude gelangt. Alles hängt von der jeweiligen Region und Klimazone oder von der jeweiligen Anwendung ab.

Gemeinsam hat die Wärme- und Feuchterückgewinnung, dass sie unterscheidliche Anforderungen in Bezug auf Kapazität, Wirkungsgrad und Materialbedarf stellt .

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Thermal Management

Alle elektronischen Geräte, von winzigen Schaltkreisen bis zu großen Generatoren, erzeugen Wärme und müssen daher gekühlt werden, um eine Überhitzung zu vermeiden. Darüber hinaus benötigen sie Schutz vor Feuchtigkeit, Staub und anderen Verunreinigungen, um die Zuverlässigkeit zu verbessern und vorzeitigen Ausfall zu verhindern.

Effektive, zuverlässige und umweltfreundliche Wärmemanagementlösungen, die eine lange Lebensdauer, reduzierte Betriebskosten und minimale Ausfallzeiten bieten, sind für ein erfolgreiches Systemdesign unerlässlich.

Luft-Luft-Wärmetauscher sind einfach zu implementieren, zuverlässig, kostengünstig und umweltfreundlich und eine hervorragende Alternative zu anderen komplexeren Lösungen.

Heatex bietet komplette kundenspezifische Luft-Luft-Kühlsysteme für kleine elektronische Gehäuse und Schaltschränke, die z.B. für Photovoltaikanlagen und großen Gondeln in Windkraftanlagen untergebracht sind.

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