Gewellte Rohre verbessern die Leistung von Wärmetauschern
In den letzten mehr als vierzig Jahren hat sich HRS Heat Exchangers den Ruf erworben, hocheffiziente Röhrenwärmetauscher herzustellen, die eine unübertroffene Wärmetauscherkapazität in Kombination mit gleichbleibender Leistung bei relativ geringem Platzbedarf bieten. Der Schlüssel dazu ist unser Einsatz der Wellrohrtechnologie. In diesem Artikel befassen wir uns mit den zahlreichen Vorteilen, die Wellrohre gegenüber der Verwendung von Glattrohren in Rohrwärmetauschern bieten.
Die drei gebräuchlichsten Arten von Wärmetauschern sind Plattenwärmetauscher, Röhrenwärmetauscher und Schabewärmetauscher, obwohl es auch eine Reihe anderer Spezialkonstruktionen gibt. Plattenwärmetauscher eignen sich für einfache viskose Flüssigkeiten wie Wasser, Milch und einige dünnflüssige Öle, während für hochviskose Materialien oder solche, die gründlich gemischt werden müssen (z.B. um komplexe Emulsionen zusammenzuhalten), oft Schabewärmetauscher erforderlich sind. Für die meisten Materialien, die zwischen diesen beiden Extremen liegen, sind Röhrenwärmetauscher die bevorzugte Wahl.
Es gibt eine Reihe von Konstruktionskonfigurationen für Röhrenwärmetauscher (z.B. Ringraum, Doppelrohr und Multirohr), aber den größten Einfluss auf die Effizienz von Röhrenwärmetauschern hat die Art der verwendeten Rohre. Vereinfacht gesagt, sind gewellte Rohre bei der Wärmeübertragung effizienter als glatte. Außerdem bieten sie eine Reihe weiterer Vorteile.
MEHR EFFIZIENZ
Wenn sich eine Flüssigkeit durch ein Rohr bewegt, wird die Dynamik durch Faktoren wie Druck, Viskosität und die Gestaltung der Rohrwand beeinflusst. In einem glatten Rohr folgen Flüssigkeiten normalerweise einem glatten Weg, auf dem sich die Partikel, aus denen die Flüssigkeit besteht, nicht gegenseitig behindern – dies wird als laminare Strömung bezeichnet. Wird die glatte Strömung jedoch gestört, z.B. durch eine Störung der Rohroberfläche, bilden sich in der Flüssigkeit winzige Strudel, die Turbulenzen verursachen – wenig überraschend als turbulente Strömung bekannt.
Diese Turbulenz macht Rohrwärmetauscher effizienter, da sie verhindert, dass zähflüssige oder schwebende Stoffe an der Rohrwand haften bleiben und dort eine Grenzschicht bilden, die als Isolierung wirkt und eine effiziente Wärmeübertragung verhindert. Die Erzeugung dieser turbulenten Strömung und die daraus resultierende Verbesserung der Effizienz (im Vergleich zu einem glatten Rohr) ist der Hauptvorteil von Wellrohrwärmetauschern.
KLEINERE STELLFLÄCHE
Da ein gewelltes Rohr im Vergleich zu einem glatten Rohr der gleichen Länge eine höhere Wärmeübertragungsrate bietet, kann ein Wärmetauscher mit der gleichen thermischen Leistung kleiner sein. Wenn z.B. Wellungen die Wärmeübertragung im Vergleich zu einem glatten Rohr um 10 Prozent erhöhen, kann das Gerät bei gleicher Leistung 10 Prozent kürzer gebaut werden als ein entsprechendes glattes Rohr. Dieser erhöhte thermische Wirkungsgrad – der bis zum Dreifachen eines Glattrohrwärmetauschers betragen kann – bedeutet auch, dass weniger Platz benötigt wird, um das gleiche Maß an Wärmeübertragung zu erreichen. Je nach Endanwendung kann ein Wellrohrwärmetauscher daher bis zur Hälfte der Größe seines Glattrohräquivalents ausmachen. Aus diesem Grund sind HRS-Wärmetauscher bei Installationen mit begrenztem Platzangebot sehr beliebt.
REDUZIERTE WARTUNG UND REINIGUNG
Da ein gewelltes Rohr die Bildung einer Grenzschicht reduziert oder verhindert, verringert sich auch der Zeit- und Arbeitsaufwand für deren Beseitigung erheblich. Daher ist die Betriebszeit zwischen den Reinigungszyklen bei gewellten Rohren viel größer als bei glatten Rohren, was die Gesamteffizienz des Prozesses weiter erhöht.
In vielen Situationen sorgt ein Wellrohr für ausreichend Turbulenzen, um eine mechanische Umwälzung von viskosen Materialien zu vermeiden (wie z.B. bei Wärmetauschern mit geschabter Oberfläche oder mit Schrauben). Da es keine beweglichen Teile gibt, ist ein Wellrohr in solchen Situationen einfacher zu reinigen und zu warten und kann zuverlässiger sein. Es ist jedoch wichtig, daran zu denken, dass für viele Materialien oder Anwendungen ein Wärmetauscher mit geschabter Oberfläche immer noch die beste Wahl ist.
Insgesamt sind die Vorteile von Wellrohren so signifikant, dass wir bei HRS Heat Exchangers keine glatten Rohre in unseren nicht geschabten Rohrwärmetauschern verwenden. Die höhere Wärmeübertragungseffizienz, insbesondere bei höheren Durchflussraten, bedeutet, dass weniger Wärmeübertragungsfläche benötigt wird, so dass wir kürzere, kompaktere Konstruktionen herstellen können, die auch billiger in der Herstellung sind.