Effektivare värmeväxling med grafen

Värmeväxling

En värmeväxlare används för att överföra värmeenergi från ett medium till ett annat. Mediet kan till exempel vara vatten eller luft, men även andra fluider och i enstaka fall även fasta partiklar. Värme kan strömma från högre temperatur till lägre på egen hand men kan också göras för att strömma i omvänd med hjälp av någon drivkraft. Värmeväxlare kan exempelvis användas för att bibehålla värme vid ventilation, eller för passiv kylning.

Värmeväxlare är en enhet som överför värme från ett medium till ett annat ex, våra klimatanläggningar i hemmet och våra bilar, radioatorer och kylskåp.

Hur effektiv och värmeväxlaren är beroende på systemets struktur, temperaturer och egenskaper på det mediet genom vilket värmen överförs. Det finns olika grundtyper av värmeväxlare:

Motflödes värmeväxlare, plattvärmeväxlare eller korsströmsvärmeväxlare

Det varma mediet flödar i motsatt riktning mot det kalla. Denna typ är effektiv, då den kan överföra nästan all värmeenergi från den ena sidan till den andra. Korsströmsvärmeväxlarens verkningsgrad är cirka 50-60 %. Motströmsvärmeväxlaren kan i bästa fall komma upp i 90 %. Kontruktionen med vågiga plattor är nyckeln till plattvärmeväxlares effektivitet. Designen skapar turbulens över hela ytan av värmeöverföring det leder till den högsta möjliga värmeöverföringen i samverkan med den lägsta möjliga tryckförlust och tillåta att exakta temperaturer uppnås.  Det vågiga mönster skapar också en självrenande effekt och minskar därmed nedsmutsningen. Detta innebär liten värmeöverföringsyta, mindre värmeväxlare och ibland även färre värmeväxlare

Den används med fördel i hus för att återföra värmen i ventilationssystemoch i radiatorer.

Medflödes värmeväxlare

Det varma mediet flödar i samma riktning som det kalla. Denna typ har betydligt sämre återföringsgrad. Man kan se det som om man blandar de ingående mediernas temperaturer.

Korsflödes värmeväxlare

Det varma mediet flödar vinkelrät mot det kalla. Denna är vanlig i bilar och luftkonditioneringaggregat då den går att göra liten och kompakt. Den har dock inte speciellt hög värmeåterföringsgrad.

Växelflödes värmeväxlare

Det varma mediet byter plats med det kalla genom ventiler eller annan mekanisk rörelse. Denna typ kan också få hög verkningsgrad, och påminner lite om motflödesväxlaren. Den har dock en nackdel att den inte till 100% separerar medierna. Den är vanlig för att återföra värmen i ventilationssystem.

Roterande värmeväxlare

Den roterande värmeväxlaren består av ett roterande hjul uppbyggt av veckade aluminiumprofiler där den varma frånmediat värmer upp rotorn, som därefter värmer upp den kalla till mediat.

Den roterande värmeväxlaren är uppbyggd kring roterande hjul bestående av veckade aluminiumprofiler där den varma frånluften värmer upp rotorn, som därefter värmer upp den kalla tilluften. Systemet har många fördelar i jämförelse med andra lösningar. Den roterande värmeväxlaren karakteriseras av låga tryckfall, vilket leder till låga fläkteffektbehov och därmed låg elenergianvändning i fläktarbetet. Den är förhållandevis enkel att rengöra samt har hög verkningsgrad, cirka 80 %.

Grafen kan gör värmeöverföringen mycket effektivare genom en nanostrukturbeläggning som kan leda värmen fyra gånger snabbare än samma material innan de beläggs.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *