Kommentarer r¨ orande v¨ armev¨ axlare

Overhettad ˚¨ anga.

Det har experimentellt kunnat konstateras, att v¨armestr¨ommen som ¨overf¨ors fr˚an ¨overhettad

˚anga normalt avleds vid ˚angans kondenseringstemperatur och att v¨arme¨overf¨oringen mellan

˚angan och v¨arme¨overf¨oringsv¨aggen sker enligt likheten

d ˙Q=α·dA·(Θk−Θv¨agg) (5.1.7) H¨ar ¨ar α v¨arme¨overf¨oringstalet f¨or m¨attad ˚angas kondensation, Θk ¨ar ˚angans kondense-ringstemperatur vid ifr˚agavarande ˚angtryck och Θ_v¨agg ¨ar temperaturen hos den ˚angber¨orda ytan av v¨arme¨overf¨oringsv¨aggen. Detta f¨oruts¨atter naturligtvis att Θv¨agg ¨ar mindre ¨an Θk. H¨arigenom f¨orenklas ber¨akningrna, emedan den ¨overhettade ˚angans kylning till kondense-ringstemperaturen inte beh¨over beaktas. Att detta f¨orenklade ber¨akningss¨att ¨ar till˚atligt kan kvalitativt f¨orklaras d¨arav, att ett gr¨ansskikt av ˚angan n¨ara v¨aggen har kylts till kondense-ringstemperaturen och en kondensering har skett. Tillf¨ord ¨overhettad ˚anga st˚ar nu i v¨ arme-och materieutbyte med den bildade kondensatfilmen arme-och med droppar av kondensat som rinner av v¨aggen samt kyls av dessa till kondenseringstemperaturen innan ˚angan kommer i kontakt med den v¨arme¨overf¨orande v¨aggen.

I vissa fall kan emellertid temperaturen hos den ˚angber¨orda sidan av v¨arme¨overf¨oringsv¨aggen vara h¨ogre ¨an ˚angans kondenseringstemperatur. Detta kan t.ex. vara fallet d˚a v¨arme¨overf¨ o-ringstalet mellan v¨agg och v¨armemottagande medium ¨ar l˚agt eller v¨arme¨overf¨oringsv¨aggen p˚a det v¨armemottagande mediets sida ¨ar belagd med v¨armeisolerande avlagringar. I detta fall sker naturligtvis ingen kondensering, utan den v¨arme¨overf¨orande v¨aggen blir torr p˚a

˚angsidan. V¨armet ¨overf¨ors d˚a fr˚an den ¨overhettade ˚angan som om den vore en ickekon-denserande gas. D˚a v¨arme¨overf¨oringstalet vid konvektion fr˚an en gas ¨ar avsev¨art mind-re ¨an vid vatten˚angas kondensering kommer detta fenomen att neds¨atta v¨armev¨axlarens v¨arme¨overf¨oringskapacitet. Det kan t.o.m. uppst˚a en situation d˚a v¨armev¨axlarytan inte r¨acker till att kyla den ¨overhettade ˚angan till kondenseringstemperaturen. Genom att med kondensat som insprutas i ˚angstr¨ommen f¨orst s¨anka den ¨overhettade ˚angans temperatur till kondenseringstemperaturen kan man i dylika fall under i ¨ovrigt gynnsamma f¨oruts¨attningar avsev¨art h¨oja v¨arme¨overf¨oringskapacitet i v¨armev¨axlaren.

Ickekondenserande gas i ˚angan.

Sm˚a m¨angder ickekondenserande gaser - t.ex. luft - i vatten˚anga neds¨atter inte i betydande grad vatten˚angans partialtryck och d¨armed dess kondenseringstemperatur. Trots det kan f¨ o-rekomsten av sm˚a halter ickekondenserande gaser i ˚angan v¨asentligt minska v¨arme¨overg˚angen i v¨armev¨axlaren. Detta beror p˚a att den ickekondenserande gasen anrikas vid den v¨arme¨ over-f¨orande v¨aggen. Den d¨ar anrikade gasen utg¨or ett beaktansv¨art v¨arme¨overf¨oringsmotst˚and, emedan ˚angans partialtryck just d¨ar kondenseringen sker ¨ar ansenligt under totaltrycket och

˚angtillf¨orseln till den v¨arme¨overf¨orande v¨aggen m˚aste ske genom diffusion i gasfilmen. Det anges, att redan f¨orekomsten av 1 vol-% luft i den tillf¨orda vatten˚angan kan minska v¨arme¨ o-verg˚angen i v¨armev¨axlaren till ca. h¨alften av vad den vore med ren ˚anga. V¨armev¨axlare som arbetar med oren ˚anga b¨or d¨arf¨or kontinuerligt avgasas genom kondensatavledaren eller genom en s¨arskild avgasningsventil, eventuellt med vakuumpump. D˚a man tar i drift en luftfylld v¨armev¨axlare b¨or den effektivt avluftas.

V¨atskefyllt ˚angrum.

Om v¨armev¨axlarens ˚angrum ¨ar delvis eller helt fyllt med kondensat, minskar den del av v¨armeytan d¨ar kondensering sker. D˚a v¨arme¨overf¨oringen fr˚an t¨amligen stillast˚aende konden-sat ¨ar endast en liten br˚akdel av v¨arme¨overg˚angen fr˚an kondenserande ˚anga, leder detta till en s¨ankning av v¨armev¨axlarens v¨arme¨overf¨oringskapacitet. Normalt avleds kondensatet fr˚an v¨armev¨axlaren genom en kondensatr¨orledning, i vilken ¨ar monterad en kondensatavledare, genom vilken kondensatet men icke ˚angan kan passera. En vanlig orsak till att ˚angrummet fylls med v¨atska ¨ar att kondensatatavledaren ¨ar fel dimensionerad eller skadad. Andra or-saker till dylik s.k. vattenlast kan vara tillt¨appningar av kondensatavledaren eller kondensat-r¨orledningen med t.ex. korrosionsprodukter och ¨aven att trycket i kondensatr¨orledningen ¨ar h¨ogre ¨an i v¨armev¨axlarens ˚angrum. Armatur.

F¨or att man skall kunna p˚averka och ¨overvaka v¨armev¨axlarens arbetss¨att, avskilja den f¨or underh˚all och f¨or att den ur s¨akerhetssynpunkt skall uppfylla stipulerade best¨ammelser f¨orses den med f¨oljande armatur:

Figur 5.3

I praktiken ¨ar emellertid f˚a v¨armev¨axlare s˚a h¨ar fullst¨andigt utrustade. Funktionen hos vissa ventiler kan ¨overtas av andra, s˚a beh¨over t.ex. inte ˚angrummet f¨orses med en s¨akerhetsventil om det i ˚angans tilloppsledning finns en s¨akerhetsventil, som ¨oppnar vid ett tryck som ¨ar under v¨armev¨axlarens h¨ogsta till˚atna arbetstryck. Likas˚a kan t¨omningsventilen utel¨amnas, om v¨armev¨axlaren kan dr¨aneras genom kondensatavledarens f¨orbig˚angsventil. Denna j¨amte f¨orbig˚angsledningen kan i sin tur l¨amnas bort om man har en mycket drifts¨aker kondensat-avledare.

Fuktig luft.

Bl.a. i s.k. v¨arme˚atervinningssystem som anv¨ands f¨or att ta tillvara v¨armeenergin i fuk-tig luft fr˚an pappersmaskiners torkparti sker huvudparten av v¨arme¨overf¨oringen d˚a ˚angan i den fuktiga luften kondenserar p˚a v¨armeytan. V¨armegenomg˚angstalet mellan den fuk-tiga luften och det kalla mediet ¨okar kraftigt d˚a kondensering sker. F¨or noggrann dimen-sionering av v¨arme¨overf¨orningsytan ¨ar det i dylika fall viktigt att beakta f¨or¨andringen i v¨armegenomg˚angstalet under kondensationen. I avsnitt 5.1.4.4 ges uttryck f¨or hur v¨ arme-genomg˚angstalet kan best¨ammas vid kondensation.

Besiktning.

V¨armev¨axlare som arbetar med kondenserande ˚anga ¨ar tryckk¨arl, vilka enligt Lagen om tryckk¨arl ¨ar underkastade en kontrollmyndighets konstruktions- och driftskontroll. Detta inneb¨ar, att v¨armev¨axlare av denna typ inte f˚ar tillverkas eller importeras utan kontrollmyn-dighetens tillst˚and och att installerade v¨armev¨axlare genomg˚ar regelbundet ˚aterkommande besiktningar. H¨arvid granskas bl.a. eventuella korrosionsskador, utf¨ores vattentryckprov samt pr¨ovas s¨akerhetsventiler. N¨armare upplysningar om n¨ar och hur detta sker f˚as i Lagen om tryckk¨arl j¨amte d¨artill anslutna F¨orordningar och Beslut i Finlands f¨orfattningssamling.

Temperaturreglering.

I m˚anga fall ¨onskar man att det v¨armemottagande mediets utloppstemperatur ¨ar konstant eller f¨oljer en given tidsfunktion. H¨ar skall anges n˚agra anv¨andbara reglers¨att, p˚a vilka detta kan uppn˚as.

Reglering av ˚angtrycket och d¨arigenom av kondenseringstemperaturen. Detta ¨ar ett mycket vanligt reglers¨att. Vid uppv¨armning av varierande volymstr¨ommar till temperaturer under 100^◦C b¨or man emellertid passa p˚a, att trycket i v¨armev¨axlaren inte understiger trycket i kondensatr¨orledningen varvid v¨armev¨axlaren kan fyllas med kondensat.

Figur 5.4

Reglering av utkommande kondensatstr¨om och d¨arigenom av kondensatniv˚an och ˚angber¨ord v¨armeyta i v¨armev¨axlaren. P˚a detta s¨att kan man alltid ha fullt ˚angtryck i v¨armev¨axlaren och har inte ens vid sm˚a dellaster sv˚arigheter att f˚a kondensatet ur densamma. M¨ojligen kan en kondensatpump utel¨amnas. Reglerventilen f˚ar p˚a kondensatsidan en mindre dimension ¨an p˚a ˚angsidan, men m˚aste ˚a andra sidan vara av rostfri kvalitet. Kondensatavledaren kan vara en enkel strypskiva.

Figur 5.5

Reglerad f¨orbistr¨omning. D˚a detta reglers¨att tilll¨ampas vid uppv¨armning av v¨atskor b¨or man se till att inte st¨orningar upptr¨ader i form av kokning vid eller ¨okad f¨orsmutsning av den v¨arme¨overf¨orande v¨aggen vid l˚aga str¨omningshastigheter hos v¨atskan i v¨armev¨axlaren.

Figur 5.6