lämmönvaihdossa

Lämpöä vaihtavassa laitteessa, eli lämmönvaihtimessa, siirretään energiaa lämpimämmästä väliaineesta kylmempään. Tämä prosessi on keskeinen monissa teollisissa ja arkisissa sovelluksissa. Lämmönvaihtimet toimivat yleensä siten, että kaksi fluidia virtaa laitteen läpi joko samansuuntaisesti tai vastakkain, mutta ne eivät sekoitu keskenään. Lämmön siirto tapahtuu seinämän läpi, joka erottaa fluidit toisistaan.

Eri tyyppisiä lämmönvaihtimia on olemassa, ja niiden valinta riippuu käyttötarkoituksesta, käsiteltävistä fluideista ja tarvittavasta lämmönsiirtotehosta. Yleisimpiä tyyppejä ovat kuoriputkilämmönvaihtimet, levylämmönvaihtimet ja ilmajäähdytteiset lämmönvaihtimet. Kuoriputkilämmönvaihtimissa toinen fluidi virtaa putkien sisällä ja toinen niiden ympärillä olevassa vaipassa. Levylämmönvaihtimet puolestaan koostuvat useista ohuista metallilevyistä, joiden välissä fluidit virtaavat. Ilmajäähdytteiset lämmönvaihtimet käyttävät ilmaa toisena fluidina ja ovat yleisiä esimerkiksi ajoneuvojen jäähdytysjärjestelmissä.

Lämmönvaihtoa hyödynnetään monissa sovelluksissa, kuten rakennusten lämmityksessä ja jäähdytyksessä, teollisuusprosesseissa kemianteollisuudessa ja energiantuotannossa, sekä ajoneuvojen moottoreiden jäähdytyksessä. Tehokas lämmönvaihdin voi parantaa energiatehokkuutta merkittävästi vähentämällä energiankulutusta ja hukkalämpöä. Laitteen suunnitteluun ja mitoitukseen vaikuttavat muun muassa fluidien ominaisuudet, virtausnopeudet ja painehäviöt.