Värmeväxlare

En värmeväxlare är en apparat för överföring av värmeenergi ifrån ett medium till ett annat utan att medierna är i kontakt med varandra. Medierna i en värmeväxlare är strömmande gas eller vätska och dessa kan ändra sitt tillstånd i värmeväxlaren till exempel kan ånga kondenseras och övergå till vatten. Beroende av mediernas strömningsriktning genom värmeväxlaren indelar man de i:

• Medströmsväxlare
• Motströmssvärmeväxlare
• Tvärströmsvärmeväxlare

Figur 1
En värmeväxlare där medierna passerar genom värmeväxlaren i medströms, det vill säga i samma riktning på bägge medierna.

Figur 2
När medierna passerar i motström, det vill säga åt motsatt håll kan utgångstemperaturen bli högre hos det "kalla" mediet än hos det "varma" mediet enligt figur 2.

SAMMANSATT VÄRMEÖVERFÖRING (k-värdet)
När en värmemängd överförs i en värmeväxlare från primärkretsen (avger värme) till sekundärkretsen (upptar värme) erhålls en sammansatt värmeöverföring, det vill säga en kombination av konvektion och värmeledning och inför begreppet värmegenomgångstalet (k).

Värmegenomgångstalet avser den värmemängd som per sekund passerar värmeytan 1 från det varmare mediet (primärkretsen) till det kallare mediet (sekundärkretsen) då temperaturdifferansen är 1 °C . Värmegenomgångstalet (k) har enheten: W/m^{2 o}C

Den i värmeväxlaren överförda värmeeffekten erhålls då ur formeln:

P = k × A × LMTD (Watt)

Där:

P = Överförd värmeeffekt i VVX (W)

k = Värmegenomgångstal (W/m^{2 o}C)

LMTD = logaritmisk medeltemperatur differens (erhålls ur diagram)

Figur 3
Schematiskt en värmeväxlare som arbetar i korsström.

LTMD vid korsström fås genom att ta värdet vid:

medström + motström
              2

Figur 4
Kondensorer och förångare är specialfall av värmeväxlare, då temperaturen på det kokande/kondenserande mediet teoretiskt är konstant.

Exempel: Bestämning av logaritmisk medeltemperatur differens. (se ovan)