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Verwendung von Wärmetauschern für solare Wasserheizungssysteme

Anzahl Durchsuchen:2878     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2012-03-31      Herkunft:Powered erkundigen

Solar-WarmwasserbereitungsanlageSolare Wasserheizungssysteme Wärmetauscher Sonnenenergie in Solarkollektoren absorbieren die verwendete Flüssigkeit oder Luft, um Wasser oder Raumheizung zu übertragen.
Wärmetauscher können aus Stahl, Kupfer, Bronze, Edelstahl, Aluminium oder Gusseisen hergestellt werden. Solarsysteme verwenden Kupfer und haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit, da es sich um einen guten Wärmeleiter handelt.

Arten von Wärmetauschern
Solare Wasserheizungssysteme verwenden drei Arten von Wärmetauschern:

Flüssigkeit zu Flüssigkeit


Dieser Wärmetauscher verwendet ein Wärmeübertragungsfluid, das durch den Sonnenkollektor zirkuliert, Wärme absorbiert und dann durch einen Wärmetauscher geleitet wird, um seine Wärme in einem Vorratsbehälter an Wasser zu übertragen. Wärmeträgerflüssigkeiten wie Frostschutzmittel schützen den Sonnenkollektor vor Frost bei kaltem Wetter. Flüssigkeits-zu-Flüssigkeits-Wärmetauscher sind mit einer oder zwei Barrieren (einwandig oder doppelwandig) zwischen Wärmeträger und Brauchwasserversorgung ausgestattet.
Geben Sie einem Rohr oder einem Rohr einer Flüssigkeit einen einzelnen Wärmetauscher. Entweder die Flüssigkeit durch den Schlauch oder die Flüssigkeit um das Rohr herum kann Flüssigkeit sein, während das andere Trinkwasser die Wärmetransportflüssigkeit ist. Doppelwandige Wärmetauscher haben zwei Wände zwischen den beiden Flüssigkeiten. Zwei Wände werden häufig verwendet, wenn das Wärmeübertragungsfluid giftig ist, wie beispielsweise Ethylenglykol (Frostschutzmittel). Doppelte Wände werden häufig als Sicherheitsmaßnahme im Falle eines Lecks benötigt. Sie helfen sicherzustellen, dass das Frostschutzmittel mit der Wasserversorgung gemischt wird. Ein Beispiel eines doppelwandigen Flüssigkeits-zu-Flüssigkeits-Wärmetauschers ist der "Wickel-Wärmetauscher", bei dem ein Rohr um und mit der Außenseite eines Heißwassertanks umwickelt ist. Das Rohr sollte ausreichend isoliert sein, um den Wärmeverlust zu reduzieren.
Während Doppelwandwärmetauscher die Sicherheit erhöhen, sind sie weniger effizient, da die Wärme von zwei Oberflächen als übertragen werden muss. Um die gleiche Wärmemenge zu übertragen, muss ein doppelwandiger Wärmetauscher größer sein als ein einzelner Wärmetauscher.

Luft-zu-Flüssigkeit


Solarsysteme mit Heizung dürfen normalerweise keinen Wärmetauscher zwischen dem Kollektor und der Verteilung von Luftkollektoren sein. Diese Systeme mit Heizkollektoren heizen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher, die dem Wasser-Luft-Wärmetauscher ähnlich sind.
Wärmetauscher-Design
Es gibt viele Wärmetauscherausführungen. Hier sind einige der häufigsten:

Coil-in-Tank
Der Wärmetauscher ist eine Rohrschlange im Speicher. Es kann sich dabei um ein Einzelrohr (Einzelwärmetauscher) oder um die Dicke der beiden Rohre (Doppelwandwärmetauscher) handeln. Eine weniger wirksame Alternative besteht darin, die Spule an der Außenseite des Schüttgutbehälters mit einer Abdeckung der Isolierung zu versehen.

Shell-and-Tube
Der Wärmetauscher ist vom Speicher (außerhalb) getrennt. Es hat zwei getrennte FluidschleifenWärmerohr Sonnenkollektor in einem Fall oder einer Schale. Die Fluide strömen in entgegengesetzten Richtungen durch den Wärmetauscher, wodurch die Wärmeübertragung maximiert wird. In einer Schleife zirkuliert die zu erwärmende Flüssigkeit (wie z. B. Trinkwasser) durch die Innenrohre. In der zweiten Schleife fließt die Wärmeübertragungsflüssigkeit zwischen der Hülle und den Wasserrohren. Die Rohre und die Hülle sollten aus dem gleichen Material bestehen. Wenn der Sammler oder das Wärmetransferfluid giftig ist, werden doppelwandige Rohre verwendet, und ein nichttoxisches Zwischenfluid wird zwischen den äußeren und inneren Wänden der Rohre angeordnet.

Tube-in-Tube


Die Wasserleitungen und der Wärmeträger, die in direktem Wärmekontakt miteinander stehen, sind bei dieser Konstruktion sehr effizient. Das Wasser und die Wärmeträgerflüssigkeiten sind einander entgegengesetzt. Diese Art von Wärmetauscher weist zwei Schleifen auf, die denen des beschriebenen Mantel- und Röhrenwärmetauschers ähnlich sind.

Dimensionierung
Ein Wärmetauscher muss richtig dimensioniert sein, um wirksam zu sein. Es gibt viele Faktoren, die für die richtige Größenbestimmung zu berücksichtigen sind, einschließlich der folgenden:

Art des Wärmetauschers


Eigenschaften der Wärmetransportflüssigkeit (spezifische Wärme, Viskosität und Dichte)
Fließen
Und Austrittstemperaturen für jede Flüssigkeit.
Normalerweise werden die Hersteller die Wärmeübertragung durchführen, um Bewertungen für ihre Wärmetauscher (in BTU / Stunde) für unterschiedliche Temperaturen und Flüssigkeitsdurchflussraten bereitzustellen. Auch der Größeneffekt eines Wärmetauschers hat seine Geschwindigkeit und Effizienz: Eine große Oberfläche überträgt Wärme schneller und effizienter.
Installation
Für eine optimale Leistung sollten die Empfehlungen für den Wärmetauscher immer den Installationsanweisungen des Herstellers folgen. Sicher, eine wärmeübertragende Flüssigkeit, die mit der Art des verwendeten Wärmetauschers kompatibel ist, sollte gewählt werden. Wenn Sie einen eigenen Wärmetauscher bauen möchten, beachten Sie, dass die Verwendung verschiedener Metalle im Wärmetauscher Korrosion verursachen kann. Da unterschiedliche Metalle unterschiedlicher thermischer Ausdehnung und Kontraktion haben, können sich Undichtigkeiten oder Risse entwickeln. Jede dieser Bedingungen kann die Lebensdauer Ihres Wärmetauschers verringern.


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