Wärmetauscher

Wie Wärmetauscher Wärme zwischen Medien übertragen

Ein Wärmetauscher führt Wärme über eine trennende Fläche von einem wärmeren zu einem kälteren Medium. Typische Medien sind Wasser, Luft, Sole, Kältemittel oder Prozessflüssigkeiten. Je nach Anlagentyp erfolgt die Übertragung zwischen zwei geschlossenen Kreisläufen oder zwischen Luft und einem flüssigen Medium. Entscheidend für die Auslegung sind unter anderem Temperaturdifferenz, Durchfluss, Verschmutzungsneigung, Druckverlust und die chemische Verträglichkeit der eingesetzten Materialien.

Einsatz in Heizungs-, Lüftungs- und Kälteanlagen

In der Wärmeverteilung dienen Wärmetauscher zur hydraulischen Trennung, zur Einbindung externer Wärmequellen oder zur Übergabe von Energie an nachgelagerte Systeme. In Lüftungsanlagen kommen sie dort zum Einsatz, wo Wärme an Zuluft oder Abluft übertragen wird, etwa in Registern oder in Komponenten zur Energierückgewinnung. In Kälteanlagen koppeln sie Verdampfer-, Kondensator- oder Zwischenkreisläufe. Auch in Gebäuden mit mehreren Nutzungsbereichen werden Wärmetauscher verwendet, um unterschiedliche Medien- oder Druckbereiche sauber voneinander zu trennen.

Bauarten und Auswahlkriterien

Gebräuchlich sind Plattenwärmetauscher, Rohr- oder Rohrbündelwärmetauscher sowie luftseitige Register. Die Wahl hängt davon ab, ob kompakte Bauweise, hohe Leistungen, gute Reinigbarkeit oder geringe Druckverluste im Vordergrund stehen. Für Medien mit erhöhter Verschmutzungsneigung oder Ablagerungen sind Bauformen mit angepasstem Strömungsverhalten oder spezieller Reinigungsmöglichkeit relevant. Material, Dichtungsart und Anschlusskonzept werden auf Temperatur, Medium und Korrosionsanforderungen abgestimmt.

Abgrenzung zu Wärmepumpen, Wärmespeichern und Wärmerückgewinnung

Ein Wärmetauscher überträgt bestehende Wärme zwischen Medien, erzeugt aber selbst kein höheres Temperaturniveau. Damit unterscheidet er sich von Wärmepumpen, die mit zusätzlicher Antriebsenergie Wärme auf ein nutzbares Temperaturniveau anheben. Von Wärmespeichern grenzt er sich dadurch ab, dass er Energie nicht bevorratet, sondern direkt überträgt. Wärmerückgewinnungsapparate sind meist komplette Einheiten zur Rückführung von Abwärme; der eigentliche Wärmeübergang darin erfolgt oft über integrierte Wärmetauscher. Selbstreinigende Wärmetauscher bilden innerhalb dieser Leistung eine spezielle Ausprägung für Medien mit starker Fouling-Neigung.