Rohrbündelwärmeübertrager
Der Rohrbündelwärmeübertrager (RWÜ) ist ein thermischer Apparat zur Übertragung von Wärmeenergie von einem Körper auf einen zweiten. Manchmal wird ein Rohrbündelwärmeübertrager auch "Rekuperator" genannt, weil er im Gegensatz zu Regeneratoren ohne Zwischenspeicherung die Wärme überträgt. Weit verbreitet ist noch die Bezeichnung Rohrbündelwärmetauscher. Dieser Begriff ist, ebenso wie die DIN-Bezeichnung Rohrbündel-Wärmeaustauscher, irreführend, da Wärme nur vom heißen Medium zum Kalten übertragen wird und nicht getauscht wird.
Bei Rohrbündelwärmeübertragern handelt es sich um indirekte Wärmeübertrager, da die Wärmeübertragung durch Wände erfolgt und die beiden Medien getrennt sind. Ein Stoffaustausch ist somit nicht möglich.
Technisch wird der Rohrbündelwärmeübertrager durch einen Hohlzylinder aus Stahlblech verwirklicht, in dessen Innerem sich hunderte bis tausende Rohre mit einer geringen Nennweite befinden. Durch den Blechzylinder strömt das erste Medium, durch die Rohre das zweite. Bei diesem Vorgang kühlt das heißere Medium ab, während das kältere Medium aufgeheizt wird.
Je nach Betriebsweise und Strömungsrichtung der Medien unterscheidet man:
- Gegenstromrekuperatoren
- Kreuzstromrekuperatoren
- Gleichstromrekuperatoren
Die Übertragung der Wärme ist bei einem Gegenstromrekuperator am besten gewährleistet, beim Gleichstromrekuperator wird die Wärme dagegen nicht so gut übertragen, dafür ist der Gleichstromrekuperator besser für das rasche Abkühlen/Aufheizen geeignet. Der Kreuzstromrekuperator liegt mit seiner Leistung zwischen den beiden anderen Bauarten.
Beispiele für Rohrbündelwärmeübertrager:
- Kondensator als Kreuzstromrekuperator
- Ölkühler an Großmaschinen, meist als Gegenstromrekuperator betrieben, auch als Sicherheitskühler
- Abgaswärmetauscher in industriellen Prozessen
Rekuperatoren dienen zur Rückgewinnung von Abwärme bei Öfen. Die heißen Abgase werden durch Kanäle oder Rohre geleitet, an deren erhitzten Wänden sich die in den Ofen ziehenden Gase erwärmen. Die Wand, welche die Wärme vermittelt, kann aus hitzebeständigem Stahl, Gusseisen oder aus Keramik bestehen. Rekuperatoren werden den Wärme- und Glühöfen nachgeschaltet, sie verbessern deren Wirkungsgrad und erhöhen die Ofentemperatur.
Breite Verwendung finden Rohrbündelwärmeübertrager in der chemischen Industrie sowie in der Lebensmittelindustrie. Sie werden dort in vielfältiger Form zum Aufheizen, Verdampfen, Kühlen und Kondensieren von Medien eingesetzt.
Weblinks
- Tubular Heat Exchanger Manufacturing Association (englisch)
- Engineeringpage / Heat Exchangers - englischsprachige Seite zur Wärmeübertragung mit Stoffwerten, Rechner u.ä.
ausgewählte Normen
- DIN 28008 Toleranzen und Grenzabmaße für Rohrbündel-Wärmeaustauscher
- DIN 28183 Rohrbündel-Wärmeaustauscher - Benennungen
- DIN 28185 Einbauten für Rohrbündel-Wärmeaustauscher
- DIN 28190 Rohrbündel-Wärmeaustauscher mit geschweißtem Schwimmkopf - Ausführungsbeispiele für Rohranordnung und Schwimmkopf