Теплообменник — это именно то, что следует из названия, устройство, используемое для передачи (обмена) тепла или тепловой энергии. В теплообменники подается либо горячая жидкость для нагрева, либо холодная жидкость для охлаждения.
- Текучая среда может быть как жидкостью, так и газом
- Тепло всегда течет от горячего к холодному
- Для потока тепла должна быть разница температур
Как происходит теплообмен?
Тепловая энергия передается тремя способами.
- Проводимость
- Конвекция
- Радиация
Большинство теплообменников здесь используют конвекцию и теплопроводность. Радиационная теплопередача действительно происходит, но она составляет лишь небольшой процент.
Кондуктивная теплопередача
Теплопроводность возникает, когда два материала с разной температурой физически соприкасаются. Например, мы ставим чашку с горячим кофе на стол на несколько минут, а затем убираем чашку, стол проведет часть этой тепловой энергии.
Конвекционная теплопередача
Конвекция возникает, когда жидкости перемещаются и уносят тепловую энергию. Это может произойти естественным путем или под действием механической силы, например, при использовании вентилятора. Примером этого может служить ситуация, когда вы дуете на горячую ложку супа. Вы выдуваете ложку, чтобы охладить суп, и воздух уносит это тепло.
Радиационная теплопередача
Излучение возникает, когда поверхность излучает электромагнитные волны. Все, включая вас, излучает некоторое тепловое излучение. Чем горячее поверхность, тем больше теплового излучения она будет излучать. Примером этого может быть солнце. Тепло от солнца распространяется в виде электромагнитных волн в пространстве и достигает нас без промежуточных звеньев.
Используемые жидкости
Жидкости, используемые в системе HVAC, обычно включают воду, пар, воздух, хладагент или масло в качестве среды переноса. Теплообменники HVAC обычно выполняют одно из двух действий: они либо нагревают, либо охлаждают воздух или воду. Некоторые из них используются для охлаждения или обогрева оборудования по соображениям производительности, но большинство используется для кондиционирования воздуха или воды.