Wärmetauscher (Wärmeübertrager) sind Bauteile,
die thermische Energie von einem Wärmeträger (Wasser, Sole, Luft, Dampf, Abwasser, Gase, Ab- und Rauchgase) auf einen anderen übertragen. Dabei wird ein einfaches physikalisches Naturgesetz aus der Entropie genutzt. Es geht dabei darum, dass die Natur immer versucht ein Gleichgewicht bzw. einen Ausgleich der Wärme bzw.Kälte zu schaffen.
Im Wärmetauscher findet der gleiche Wärme-Austausch-Prozess statt, wobei zwei Medien räumlich voneinander getrennt sind.
Die beiden Wärmeträger werden im Wärmetauscher durch voneinander getrennte Metallkammern oder Metallrohre gepumpt. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Metalls gewährleistet einen guten Wärmeaustausch durch die Trennwände hindurch. |
Einsatzgebiete für Wärmetauscher
- Heizungstechnik (Wärmepumpen, Systemtrennungen, Brennwerttechnik, Trinkwassererwärmung,
Übergabestationen von Fern- und Nahwärmenetzen, Dampferzeugung)
- Abgastechnik / Brennwerttechnik (Rauch- und Abgaskühlung, Rauch- und Abgasreinigung)
- Thermische Solaranlagen
- Klimaanlagen (Kältegeräte, Kühlung)
- Lüftungsanlagen (Wärmerückgewinnung, Lufterwärmer, Luftkühler)
- Abwassernutzung (Wärmerückgewinnung)
- Biogasanlagen
- Blockheizkraftwerke
- Schwimmbadtechnik (Wasseraufbereitung, Wassererwärmung)
- Getränke- und Lebensmittelindustrie (Temperierung, Kühlanlagen, Dampferzeugung, Reinigungsanlagen)
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Wärmetauscher nach Maß - Kühner Wärmetauscher GmbH & Co. KG
Wärmetauscher - Kelvion Holding GmbH
Wärmeübertrager (gelötet, geschraubt, geschweißt) - Danfoss GmbH |
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Plattenwärmetauscher |
Ein Plattenwärmetauscher (PWT) (Plattenwärmeübertrager ([PWÜ],
Plattenkühler [PK]) besteht aus wellenförmig profilierten Platten, die so zusammengelötet, zusammengeschraubt oder
zusammengeschweißt sind, dass jeweils in den aufeinanderfolgenden Zwischenräumen einmal der aufzuwärmende und danach der wärmeabgebende
Wärmeträger (Wasser, Sole, Luft, Dampf, Abwasser, Gase, Ab- und Rauchgase) durchfließt. |
Gelötete
Plattenwärmetauscher bestehen aus geprägten Edelstahlplatten,
die mit Kupfer oder Nickel im Vakuumverfahren gelötet werden. Beim
Zusammenfügen wird jede zweite Platte um 180 Grad in der Ebene
gedreht. So entstehen zwei voneinander getrennte Strömungskanäle,
in denen die an der Wärmeübertragung beteiligten Medien im
Gegenstrom geführt werden. Die Prägung der Platten erzeugt
einen hochturbulenten Durchfluss. Dies ermöglicht eine sehr effektive
Wärmeübertragung schon bei geringen Volumenströmen. |
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| gelötete
Plattenwärmetauscher |
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Eigenschaften von gelöteten
Plattenwärmetauschern:
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einfache Montage
durch individuelle Anschlussgestaltung
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höchste Betriebssicherheit
durch umfangreiche Qualitätskontrollen
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hohe Druck- und
Temperaturbeständigkeit
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kompakte Bauweise
bei geringem Gewicht
-
Lötmittel
Kupfer oder Nickel
-
Plattenmaterial
aus Edelstahl oder XCR für normale und aggressive Medien
-
mehr Möglichkeiten
durch Schaltungsvielfalt
-
praktisch wartungsfrei
Anwendungsgebiete:
-
Fernwärmeübergabestationen
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Kältetechnik
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Schwimmbeckenwassererwärmung
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Wärmerückgewinnung
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Brauchwarmwasser durch Solarenergie
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- Systemtrennung
- Kaltwassersatz
- Fußbodenheizung
- Thermische Solaranlagen
- Heizungsanlagen
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Gelötete Plattenwärmetauscher (PWT) - GÜNTHER Kälte-Klima GmbH
Gelötete Plattenwärmetauscher - FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH |
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Geschraubter Plattenwärmetauscher GG006 |
Quelle: Arimex PWT-Service GmbH |
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Dichtende (geschraubte) Plattenwärmetauscher |
Die Platten der geschraubten Plattenwärmetauscher werden mit zwei verschiedenen Prägungen hergestellt, sodass durch die Kombination der Plattenprägungen die perfekte Optimierung von Druckabfällen umsetzbar ist.
Die Dichtungen wurden mit einem Easyfix-Systementworfen, um die Befestigung an den Platten zu erleichtern und eine perfekte
Abdichtung zu gewährleisten. |
Geschraubte Plattenwärmetauscher - Arimex PWT-Service GmbH |
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Dichtende Plattenwärmetauscher - FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH |
Geschweißte Plattenwärmetauscher . |
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Geschweißte Plattenwärmetauscher - Alfa Laval Mid Europe GmbH |
Wärmetauscherarten - BS Nova Apparatebau GmbH
EWT Plattenwärmetauscher - EWT Handel und Beratung |
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Wärmetauscher
- Verkalkung
Der Kalkausfall (Calciumkarbonat) in einer Trinkwassererwärmungsanlage
ist von der Wasserhärte
und von der Wassertemperatur abhängig. Im
Wasser befinden sich Erdalkalimetalle (Calcium,
Magnesium) und die an den Erdalkalimetallen gebundene Kohlensäure,
die bei ansteigender Wassertemperatur ausfallen. Bei der Kalkausfällung
wird die Kohlensäure, welche die Salze in
Lösung hält, ausgetrieben. Der Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtszustand
ist nicht mehr vorhanden.
Die Folge von Kalkablagerungen ist die Reduzierung
der Wärmeübertragung an den Wandungen des Wärmetauscherflächen.
Bei höheren Wandungstemperaturen (z. B.
direktbeheizte Wassererwärmer) kann es bei stärkeren
Kalkablagerungen zu einer lokalen Überhitzung
des Metalls kommen, die zu einer Rissbildung
führen können. Aber auch innerhalb des Rohrnetzes
kann es durch die Rohrquerschnittsverengungen
zu erhöhten Strömungswiderständen
und zum Ausfall von Armaturen
(z. B. thermostatische Auslaufarmaturen) und Zirkulationspumpen
kommen. |
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Wirkungsgrad und Wärmedurchgangskoeffizient des
Wärmetauschers in Abhängigkeit von der Verkalkung
Quelle: VDI 2035 / Bosy
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Besonders anfällig
sind bzw. waren die Boiler,
die direktbeheizten
Gasgeräte (DLE, Speicher) und die elektrischbeheizten
Durchlauferwärmer und Speicher
für die Trinkwassererwärmung, denn
hier setzt sich der ausgefallene Kalk inform von "Kesselstein"
an der heißen Wärmeübergabefläche
der Wärmetauscher bzw. der Heizstäbe
fest. Was bei fehlender Wartung zum Dichtsetzen
des Wärmetauscher bzw. Überhitzung
der Heizstäbe und somit zur Leistungminderung
bzw. Leistungsausfall führt bzw. führte.
Die erste Regel, um einen Wärmetauscher sauber
zu halten, ist eine glatte Oberfläche,
die auch möglichst glatt bleiben sollte. Es sollte also
im Wärmetauscher nicht zur einer Steinbildung
kommen. Dies erreicht man durch eine möglichst niedrige
Wandtemperatur und mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit
(Mindest-Strömungsgeschwindigkeit von 1,2 bis 1,4
m/s beim Wärmetausch), um sich bildende Kalkpartikel
gleich im Ansatz mitzureißen. Einige
Hersteller erreichen mit Hilfe spezieller Einbauten eine turbulente
Strömung anstelle von laminaren Strömung.
Bei dem Wasserzapfen sollte das Auslaufventil
voll geöffnet werden, damit im Wärmetauscher
eine hohe Fließgeschwindiglkeit vorhanden
ist. Tropfende Armaturen führen erheblich
zur Kalkablagerung in den Wärmetauschern und Speichern.
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Da
in Trinkwasserspeichern sehr niedrige
Strömungsgeschwindigkeiten vorhanden sind, lagern
sich hier die Kalkpartikel besonders stark ab.
Kalk- und Salzbeläge sind
außerdem ein hervorragender Nährboden
für Keime und Biofilme.
Verkalkung
von Speichern
Kieselsäure - Silikatstein
Eine weitere Ablagerungsursache können Kieselsäuren (Sauerstoffsäuren [z. B. Monokieselsäure Si(OH)4] des Siliciums im Wasser) sein. Silicium* (Silikatstein) führt zu unlöslichen Ablagerungen.
* Silicium (von lat. silex "Kieselstein") ist ein chemisches Element mit dem Symbol Si und der Ordnungszahl 14. Es steht in der 4. Hauptgruppe (Tetrele) und 3. Periode des Periodensystems der Elemente. Silicium ist ein klassisches Halbmetall und weist daher sowohl Eigenschaften von Metallen als auch von Nichtmetallen auf.
Reines Silicium ist ein dunkelgrau oder leicht blaugrau glänzendes Halbmetall, das ähnlich spröde ist wie Germanium, so dass man es mit einem Hammer zerschlagen kann. Dabei entstehen muschelige Bruchstücke mit Metallglanz. Silicium ist sehr hart, allerdings erreicht es nicht die Härte von kristallinem Bor. Kompaktes, kristallines Silicium bildet ähnlich wie beim Diamant eine Gitterstruktur, was die hohe Härte und Sprödigkeit erklärt. Dünne Siliciumplättchen sind durchscheinend.
Silicium - Chemie.de - LUMITOS AG - Silicium - Thomas Seilnacht
Kieselsäure (SiO2) neigt, abhängig vom pH-Wert zur Bildung verzweigter Moleküle. Diese Polykieselsäuren sind kugelförmige Kristalle und nicht mehr wasserlöslich. Das Wasser wird milchig und kann gelartige Konsistenz annehmen. Kritisch sind pH-Werte unter 2, die aber im Kessel nicht vorkommen. Besonders schnell ist die Kristallbildung aber bei pH-Werten zwischen 8 und 9 und damit schon im Bereich der Kesselbetriebswerte. Die Kieselsäure führt zu säurefesten Ablagerungen, die den thermischen Wirkungsgrad einer Anlage beeinträchtigen können. Schon Ablagerungen von 0,1 mm können die Wärmeübertragung um 5 % reduzieren.
Um Silikatablagerungen zu entfernen, kann nur eine Säure (Flußsäure - Fluorwasserstoffsäure) verwendet werden. Die Flusssäure eine gefährliche Substanz. Alle Personen, die mit Flusssäure arbeiten, müssen speziell geschult sein. In dieser Schulung wird über die besonderen Gefahren und Verhaltensweisen beim Arbeiten mit Flusssäure aufgeklärt. |
Silizium (Si ) und Wasser - Lenntech B.V.
Silikate im Wasser (SIO2)
Gebr. Heyl Vertriebsgesellschaft für innovative Wasseraufbereitung mbH
Überwachung der Wasserqualität mit SWAS, effizient und zuverlässig
Endress+Hauser Group Services AG |
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Kesselstein
Kesselstein entsteht durch Kalkausfall
(Calciumkarbonat) an der Oberfläche, die
das Kesselwasser von der Brennkammer
trennt. Dort "brennt" sich der Kalk durch die hohe
Temperatur (160 bis 270 °C) an der Kesselwandung
oder Wärmetauscherwandungen von direktbeheizten
Gasgeräte (DLE, Speicher) fest. Der "Kesselstein"
entsteht auch an den elektrischen Heizwiderständen
von elektrischbeheizten
Durchlauferwärmer oder Heizpatronen
in Speichern für die Trinkwassererwärmung.
Außerdem befindet sich dort auch ständig eine Schicht
mit Mikroblasen.
Im Wasser befinden sich, abhängig
von der Wasserhärte,
Erdalkalimetalle (Calcium, Magnesium) und die an den
Erdalkalimetallen gebundene Kohlensäure,
die bei ansteigender Wassertemperatur ausfallen. Bei der Kalkausfällung
wird die Kohlensäure, welche die Salze
in Lösung hält, ausgetrieben. Der
Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtszustand ist
nicht mehr vorhanden. |
Kesselsteinbildung und Mikroblasenbildung
an heißen Wärmeübertragungsflächen
Abnahme des Wirkungsgrades
Extrem verkalkter Rohrwärmetauscher
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Der Kesselstein
an den Wärmeübertragungsflächen
führt zu einer behinderten Wärmeabgabe bzw. Leistungsminderung.
Kesselstein hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit
(gipshaltiger Kesselstein 0,5 bis 2,3 W/mK und silikatreicher
Kesselstein 0,08 bis 0,18 W/mK). Diese dämmende
Kalkschicht auf den Trennwandungen von der Brennraum
zum Wasserraum führt zu einer lokalen Temperaturerhöhung.
Da sich der Werkstoff an den überhitzen Flächen stärker
ausdehnt, kann dies zu Rissen besonders an
Schweißnähten führen. Besonders
Dampfkessel, die ständig mit unzureichend
aufbereitetem Kessel-(Speise)wasser betrieben werden,
sind sehr anfällig.
Die Wasserrohre
in Wasserrohrkesseln und Schnelldampferzeugern
können so weit mit Kesselsteinablagerungen zuwachsen,
dass dadurch die Kühlung der Wandung
fehlt, was zu einer hohen Wandtemperatur
führt. Die betroffenen Bauteile können aufgrund der
Druckbeanspruchung im Kessel einbeulen
oder eindellen und letztendlich zum Abplatzen
der Kalkschicht und zum Zerplatzen
des Kessels (Kesselsteinexplosion) führen.
Im Gegensatz zu den alten Walzen- und Flammrohrkesseln
können die modernen Dampfkessel (Flammrohr-Rauchrohrkessel)
mit hohen Feuerungswirkungsgraden durch Kesselsteinablagerungen
bereits nach kurzer Betriebszeit geschädigt
werden. Deshalb müssen diese Kessel mit aufbereitetem
Kesselspeisewasser (Enthärtung) betrieben werden
(z. B. Abschnitt
3 TRD 611 - Technische Regeln für Dampfkessel - Betrieb
Speisewasser und Kesselwasser von Dampferzeugern der Gruppe
IVRD 611). |
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Kesselsteinexplosion
Da ein Belag von Kesselstein
(Verkalkung)
und eingebranntem Rostschlamm
(Magnetitschlamm)
an der Wandung
von dem Kesselbrennraum zum Wasserraum
ein schlechter Wärmeleiter ist und dadurch
den Wärmeübergang aus der erhitzten
metallischen Kesselwand in das Kesselwasser behindert,
kann eine sog. "Kesselsteinexplosion"
entstehen. Die mit Kesselstein und Magnetitschlamm belegte
Wandung ist heißer als eine unbelegte
Wand. Platzt der angelagerte Belag aufgrund
thermischer Spannungen ab, kommt Wasser
die heiße Metallwand und verdampft explosionsartig
(aus einem Liter Wasser entstehen ca. 1.700 Liter Dampf). Da das
Sicherheitsventil die schlagartig entstehende
Dampfmenge nicht schnell genug ableiten kann, zerreißt
der Überdruck den Kessel
vor allen Dingen an Schweißnähten. Da bei der entstehenden
Druckabsenkung zusätzlich Dampf
erzeugt wird, entsteht neben der Druckwelle auch
eine Verbrühungsgefahr im Heizraum.
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Wärmetauscher - Entkalkung
Auch bei dem Einhalten aller Regeln und einer regelmäßigen
Wartung wird es früher oder später zu Kalkablagerungen
in den Wärmetauschern kommen. Nun stellt
sich die Frage, wie reinigt man den Wärmetauscher möglichst
kostengünstig?
Wenn eine Leistungsminderung bei der Warmwasserversorgung
festgestellt wird, dann liegt der Grund in der Regel an Kalkablagerungen
in dem Wärmetauscher. In Anlagen mit Warmwasserspeicher
sind oftmals die Anschlüsse und die Rohrleitungen
bzw. Armaturen betroffen, was aber eher selten
vorkommt.
Um den Wärmetauscher problemlos entkalken
zu können, sollte dieser absperrbar und
mit Spülanschlüssen versehen sein.
Hier wird eine Spülstation
angeschlossen. Die Art bzw. der Ort
der Verkalkung hängt von der Bauart
der Wärmetauscher ab. Eine Entkalkung
sollte in regelmäßigen Abständen
(je nach Wasserhärte 1 - 5 Jahren) im Rahmen einer Wartung
durchgeführt werden. Oft wird gewartet, bis es zu spät
ist.
Auf Grund der unterschiedlichen Temperaturen
im Platten-Wärmetauscher gibt es eine
ungleichmäßige Kalkverteilung. So
können im Wärmetauscher Engstellen
vorhanden sein. Da sich die Säure den
Weg des geringsten Widerstands
sucht, kann es vorkommen, dass die stärker verkalkten Bereiche
nicht zuverlässig entkalkt werden können.
Dann muss der Wärmetauscher ausgetauscht
werden.
Bei Rippenrohr-Wärmetauschern wird die
Spirale vom kompletten Spülvolumen
durchströmt. Dadurch kann die Entkalkung sicher und schnell
erfolgen. Dieser Vorgang kann mit Zitronensäure
oder Ameisensäure immer wieder wiederholt
werden. Hier muss man sich sich genau an die
Gebrauchsanweisung der Hersteller halten.
Die Entkalkungssäuren (Zitronensäure,
Ameisensäure, Essigsäure,
Amidosulfonsäure)
mit zusätzlichen Metallschutz werden über
eine Spülstation durch die zu entkalkenden
Bauteile (z. B. Wärmetauscher, Kühlsysteme,
Rohrleitungen) geleitet. |
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Das zu entkalkende Bauteil muss
als erstes vom Netz getrennt (evtl. reicht
eine Absperrung aus) werden. Danach sollte es abkühlen.
Dann muss ein geeigneter Wasserbehälter
bereitgestellt werden, der der Wassermenge z. B. im Wärmetauscher
entspricht. Hier verwendet der Fachmann eine
Spülstation.
Eine (säurefeste) Pumpe
(Tauchpumpe oder Saugpumpe) saugt die Entkalkersäure
an und und drückt sie über einen Schlauch in den Zulauf
bzw. Spülstutzen
des Wärmetauschers.
Über einen weiteren Schlauch, der am Ablauf bzw. Spülstutzen
des Wärmetauschers angebracht ist, wird die verbrauchte
Säure wieder in die Spülstation geleitet.
Ein ständiger Durchfluss ist wichtig,
damit der von der Säure gelöste Kalk
aus dem Wärmetauscher abtransportiert
wird.
Während des Vorgangs sollte mit einem pH-Wert-Teststreifen
immer kontrolliert werden, ob die Säure ihren pH-Wert
verändert hat. Wenn sie nicht mehr sauer ist (pH-Wert deutlich
kleiner als 7), löst sie auch keinen Kalk mehr. Sie muss
dann durch eine neue Lösung ersetzt werden.
Danach wird der Vorgang so lange fortgesetzt, bis sich keine
Bläschen mehr bilden.
Bei der Verwendung von Säuren ist entsprechende Vorsicht
angebracht. Handschuhe schützen vor Säureschäden
auf der Haut, die Kleidung sollte möglichst
langärmelig und unempfindlich gegen Säurespritzer
sein.
Die Augen sollte man während des Vorgangs mit einer Schutzbrille
schützen – Säurespritzer ins Auge sind nicht
nur schmerzhaft, sondern auch gefährlich. |
 Die
Entkalkung sollte von einem Fachbetrieb
durchgeführt werden, weil auch die Zitronensäure,
die für Entkalkungszwecke eingesetzt wird, in der Regel nicht
immer biologisch ist, sondern ein chemisches
Produkt ist und entsprechend der Sicherheitsdatenblätter gehändelt werden muss.
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Verockerung
Versickerndes Regenwasser sammelt sich nach dem Durchdringen durch mehrerer Bodenschichten auf einer wasserhaltenden Schicht. Sauerstoff, der im Regenwasser enthalten ist, wandelt sich aufgrund chemischer Prozesse zu Kohlendioxid um. Dieses reagiert mit dem bereits vorhandenem Grundwasser. Dadurch entsteht Kohlensäure, die zwei Bodenelemente (wasserlösliches Eisen und Mangan [gelöste Eisen- [Fe2+] oder Manganionen
[Mn2+]) löst. Bei erneutem Sauerstoffnachschub durch nachsickerndem Regenwasser oxidieren diese beiden Elemente und flocken aus. Auch durch eine sehr intensive Nutzung eines Brunnens kann Sauerstoff durch schnell und viel fließendes Wasser "eingespült" werden.
Die in der Regel braun gefärbten Ausflockungen setzen sich an den Filterrändern, Schlitzen und im fortgeschrittenen Stadium auch an den Filterkiessteinen fest. Wenn hier das Brunnenwasser zur Nutzung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe genutzt wird, dann setzen die Ausflockungen den Verdampfer der Wärmepumpe zu. Hier ist dann eine Systemtrennung mit einem Zwischen- bzw. Trennwärmetauscher notwendig.
Ein erhöhtes Eisenvorkommen im Boden oder einer Brunnenbewehrung beschleunigt das Verockern. |
Eine Verockerung ist die Ablagerung von sich schwerlösenden Eisen- und Manganverbindungen aus dem Wasser. Es gibt chemische und biologische Reaktionen. Bei der chemischen Verockerung oxidieren zweiwertige Eisen- und Manganionen (gelöste Eisen- [Fe2+] oder Manganionen
[Mn2+]) durch den im Wasser vorhandenen Sauerstoff zu drei- und vierwertigen Eisen- oder Manganverbindungen. Bei biologischen
Verockerungen (bakterielle Fällung von Eisen/Mangan) führt die Lebenstätigkeit von Eisen- und Manganbakterien zu den leistungsmindernden Verockerungen (Biofilmbildung). Da diese biologischen Prozesse nicht durch die
Ausbaumaterialien beeinflussbar sind, handelt es sich bei dieser Form um die häufigste Art einer Brunnenalterung oder einer Dichtsetzung von Wärmetauschern.
Brunnenalterung | Brunnenverockerung
Brunnenregenerierung und Pumpenservice
Brunnenalterung |
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Dezentrale Trinkwasseraufbereitung
Wenn in einem Mehrfamilienhaus, und hier besonders in einem Haus mit Eigentumswohnungen, aufgrund einer zu hohen
Wasserhärte (über 2,5 mmol/l bzw. über 14 °dH keine zentrale Trinkwasseraufbereitung gewünscht wird, dann kann bzw. muss der Mieter bzw. Wohnungseigentümer eine dezentrale Lösung realisieren. Auf dem Markt werden zahlreiche Geräte und Kleinanlagen für den privaten Bereich zur nachträglichen Behandlung von Trinkwasser bzw. Verbesserung der Trinkwasserqualität angeboten.
 Aber Vorsicht, die werbemäßigen Versprechen der Anbieter sind vielversprechend und reichen von wissenschaftlich gesicherten bis wissenschaftlich nicht nachvollziehbaren Wirkungsversprechungen. Bei der Anschaffung derartiger Geräte sollte man bedenken, dass bei dem Einsatz von Geräten zur Nachbehandlung von Trinkwasser aus zentralen Wasserversorgungsanlagen bzw. Hausinstallationen immer eine regelmäßige fachgerechte Wartung vorausgesetzt wird. Wenn dies nicht gewährleistet wird, besteht ein hohes gesundheitliches Risiko. > mehr
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Lamellenwärmetauscher
(Lufterwärmer) |
| In
lüftungstechnischen Anlagen kommen hauptsächlich
Lamellenwärmetauscher zum Einsatz. Die Wärmeträger
verlaufen im Kreuzstrom. In diesen Wärmetauschern
sind die Aluminiumlamellen durch die Erweiterung
der Kupferrohre fest mit den Rohren verbunden, was
eine sehr gute Wärmeleitung gewährleistet.
Der Verteiler und Sammler besteht aus Stahl. Diese
Bauart ermöglicht eine hohe Wärmeleistung.
Die Leistung wird durch die Anzahl der Rohrreihen
bestimmt. |
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Wärmetauscher
- Kreuzstrom - Luft/Wasser |
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Diese
Wärmetauscher sind aber schwer zu reinigen,
weil die Lamellen schnell verbiegen können.
Aus sind diese Wärmetauscher nicht für
Dampf und Thermoöl geeignet. |
Außerdem
gibt es Wärmetauscher mit ellipsenförmigen
Rohren mit aufgesetzten Lamellen, die nachträglich
verzinkt werden. die robusten Wärmetauscher
können mit einem Hochdruckreiniger oder
Pressluft gereinigt werden. |
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| Wärmtauscher
- Kreuzgegenstrom - Luft/Wasser |
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Luftkühler
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Quelle:
Walter Nuding Wärmeaustauscher GmbH |
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Luftkühler
- Innengerät
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Quelle:
Güntner AG & Co. KG |
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Lamellenwärmetauscher
(Luftkühler) |
Bei den
Luftkühlern (Wärmetauscher) sind die Lamellen
so geformt, dass eine gute Luftzirkulation und ein leichtes
Abtauen gewährleistet ist. Wichtig ist ein fester Sitz
der Lamellen auf den Rohren, damit eine gute Wärmeübertragung
erreicht wird. Jeder Luftkühler benötigt eine
Kondeswasserwanne mit Ablauf über einen Siphon. |
Die Lamellenabstände
des Luftkühlers für Kühlräume
liegen zwischen 3 und 12 mm , wobei die grösseren Abstände
für grösseren Eisansatz, so z.B. in Gefrierräumen,
bestimmt sind. Je kleiner der Lamellenabstand, desto kleiner
kann der Wärmetauscher ausgeführt werden. |
In Klimaanlagen
werden kleinere Lamellenabstände eingesetzt. Die gebräuchlichsten
Materialpaarungen zwischen Rohr und Lamelle sind Kupfer-Aluminium,
beide stahlverzinkt oder Edelstahl-Aluminium, evtl. auch
kunststoffbeschichtet. Der Materialeinsatz richtet sich
nach den Korrosionsschutzanforderungen, die durch das jeweile
Luftzusammensetzung festgelegt wird. |
Der Lamellenverdampfer
wird am häufigsten für Kühlräume, Kühlmöbel
sowie Klimageräte und –anlagen eingesetzt. Für
den Kanaleinbau gibt es Sonderausführungen. |
| Die
einfachste Ausführung ist der Verdampfer mit konvektiver
Luftbewegung (Konvektor). Diesen Einsatz nennt man dann
„stille Kühlung“. Er kann in Deckenausführungen
mit Tropfwasserjalousie oder als Wandverdampfer mit Luftleitblech
verwendet werden. |
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1. Rohrbündel
2. Mantel 3. Innenrohr 4. Umlenkblech 5. Entlüftungsmuffe
6. Mantelseite 7. Rohrboden 8. Entleerungsmuffe |
Quelle:
AAN Nürnberg GmbH |
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In einem
Rohrbündelwärmetauscher durchströmt ein Medium
die Rohre und das Zweite den Mantelraum.
Im Mantelraum sind Umlenkbleche angebracht, die einerseits
das im Mantelraum fließende Medium quer zu den Bündelrohren
leiten, anderseits verhindern, dass die Innenrohre Vibrationen
unterliegen. |
Bei Rohrbündelwärmetauscher
wird der Rohrraum ein- oder mehrwegig ausgeführt. Hierfür
entscheidend sind Geschwindigkeit und Druckverlust des durch
die Rohre fließenden Mediums. |
Ein Rohrbündelwärmetauscher
kann sowohl als Kühler, wie auch als Erwärmer
für flüssige bzw. gasförmige Medien eingesetzt
werden. |
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Flexrohrwärmetauscher |
Quelle:
Witzenmann GmbH |
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| Flexrohrwärmetauscher |
Der Wärmetauscher
hat auf Grund der größeren Oberfläche
des innenliegenden gewellten Flexrohres eine größere
Leistung gegenüber den Glattrohrwärmetauschern.
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Durch
Verwirbelung in den gewellten Rohren
entsteht eine turbulente Strömung,
die zu einer Leistungssteigerung führt und das Ablagern
von Kalk und Schmutz verhindern. Der Einsatzbereich liegt
zwischen 90 bis 1000 °C. |
| Einsatzgebiete |
- Trinkwassererwärmung
- Systemtrennung von
Fußbodenheizungen
- Erwärmung von
Schwimmbadwasser
- Kühlung oder
Erwärmung von Kreislaufwasser
- Umformung in Fernwärme-
und Solaranlagen
- Abgaskühlung
und Abgaskondensation
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| Schwimmbad-Wärmetauscher
können in den Heizkessel-, Wärmepumpen-
und Solarkreislauf eingebunden werden. |
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Schwimmbad-Wärmetauscher
mit Edelstahlrohrschlange |
Quelle:
BEHNCKE® GmbH |
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Der Wärmetauscher
hat einen Edelstahlaußenmantel und eine eingeschweißte
Edelstahlrohrschlange. Dadurch ist eine
Korrosion so gut wie ausgeschlossen. |
| Die
Glattrohrwärmetauscher bestehen
aus Titan, Kupfernickel,
Bronze und Edelstahl,
damit sie für die Erwärmung von chlorhaltigem
Badewasser oder Meerwasser eingesetzt
werden können. Durch die besondere Konstruktion,
das Rohrbündel kann demontiert werden, sind sie einfach
zu reinigen.
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Schwimmbad-Wärmetauscher
mit Glattrohren |
Quelle:
E. J. Bowman |
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Isolierverschraubung
(galvanisches Trennstück) |
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Kyburz
® Isolierverschraubung |
Quelle:
INRAG AG |
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Wenn
der Speicher oder Wärmetauscher
und die Rohrleitungen aus verschiedene
Werkstoffen bestehen und sich berühren,
kann es zu Kontaktkorrosion
kommen. Durch die Verwendung eines Isolierschraubteiles
wird die Kontaktkorrosion
durch die isolierende Kunststoffschicht und die Anschlüsse
aus zu Rohrleitung und Speicher passenden Werkstoffen
verhindert. Außerdem wird z. B. der TW-Speicher
vor vagabundierenden Strömen
geschützt und ein vorzeitigem Abbau der Opferanode
wird verhindert. Das Isolierschraubteil trennt die
Leitung elektrisch auf und verhindert auf diese Weise
einen schädlichen Stromfluss. |
Die
Isolierverschraubung besteht aus einem Gehäuse
und einer Hülse. Die Hülse
ist durch eine isolierende Kunststoffschicht
stabil und unlösbar mit dem Gehäuse verbunden
und mit Ihrem Innengewinde an den Speicher oder Wärmetauscher
montiert. Die Rohrleitung wird dann mittels Einlegeteil
und Überwurfmutter an das Aussengewinde des Isolierschraubteils
geschraubt. |
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Isolierverschraubung
für Heizöl - doppelt und einfach isoliert |
Quelle:
INRAG AG |
Die Isolierverschraubung
trennt Kupferleitungen elektrisch auf.
Sie unterbindet Ströme und daraus resultierende Magnetfelder.
Sie wird bei Tankanschlüssen für
Treibstoffe eingesetzt und trennt Spannungen bis 1500 Volt
(VSM) respektive 3000 Volt (VDS). |
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Die
L-L-Wärmetauscher gibt es aus verschiedenen
Materialien und Durchströmungsarten. Welcher Wärmetauscher
eingesetzt wird, hängt von den jeweiligen Bedingungen ab. |
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Wärmetauscherarten |
Quelle:
Paul Wärmerückgewinnung GmbH |
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| Kreuzstrom-Platten-Wärmetauscher
sind einfach konstruierte Bauteile, aber thermodynamisch ungünstig
und verhältnismäßig groß, werden aber am häufigsten
eingebaut. Die Rückwärmezahl
liegt zwischen 50 und 70. |
Kreuz-Gegenstrom-Platten-Wärmetauscher
haben eine thermodynamisch günstigere Strömungsführung.
Hier wird die Strömung wird 90° umgelenkt und haben eine relativ
geringe Wärmetauschfläche. Die Rückwärmezahl
liegt zwischen 70 und 80. Die Wärmetauscher werden sehr selten
eingesetzt. |
Mit dem
Gegenstrom-Kanal-Wärmetauscher wird auf Grund
der neuen Profilstruktur eine Verdopplung der Wärmetauschfläche
gegenüber dem Kreuzstrom-Wärmetauscher erreicht. Damit wird
eine Rückwärmezahl
von 85 bis 99 ermöglicht. Also
können aus 20 °C Abluft bei 0 °C Außenluft ca. 18
°C Zuluft werden. |
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