Виды теплоносителей используемых в теплообменных аппаратах

В качестве теплоносителей, в зависимости от назначения производственных процессов, могут применяться самые разнообразные газообразные, жидкие. С точки зрения технической и экономической целесообразности их применения, теплоносители должны обладать нижеследующими качествами:

    иметь достаточно большую теплоту парообразования, плотность и теплоемкость, малую вязкость. При таких характеристиках обеспечивается достаточная интенсивность теплообмена, и уменьшаются их массовые и объемные количества, необходимые для заданной тепловой нагрузки теплообменного аппарата;

    иметь необходимую термостойкость и не оказывать неблагоприятного воздействия на материалы аппаратуры. Теплоносители должны быть химически стойкими и неагрессивными даже при достаточно длительном воздействии высоких температур;

    быть недорогими и доступными. При выборе теплоносителей необходимо в каждом отдельном случае детально учитывать их термодинамические и физико-химические свойства, а также технико-экономические показатели. Водяной пар как греющий теплоноситель получил большое распространение вследствие ряда своих достоинств:

    высокая теплоотдача при конденсации;

    постоянная температура конденсации при заданном давлении.

Основным недостатком водяного пара является значительное повышение давления, с ростом температуры насыщения.

Горячая вода получила большое распространение в качестве греющего теплоносителя, особенно в отопительных установках. Подогрев воды осуществляется в специальных водогрейных котлах или водонагревательных установках ТЭЦ и котельных. Горячую воду как теплоноситель можно транспортировать на значительные расстояния. Достоинством воды как теплоносителя является достаточно высокий коэффициент теплоотдачи, недостатком же достаточно большие диаметры трубопроводов для ее транспортировки, особенно при большой нагрузке, и связанные с этим затраты на электрический привод насоса.

Дымовые и топочные газы как греющая среда применяются обычно на месте их получения для непосредственного обогрева промышленных изделий и материалов, если физико-химические характеристики последних не изменяются при загрязнении сажей и золой. Достоинством топочных газов является возможность нагрева ими материалов до весьма высоких температур. К недостаткам можно отнести малую плотность, удельную теплоемкость и низкий коэффициент теплоотдачи. Широко применяется нагрев отопительной воды, в котлах-утилизаторах, где продукты сгорания от технологических продуктов или энергетического оборудования отдают свое тепло.

Высокотемпературные теплоносители, кроме дымовых газов, нашедшие применение в промышленности для обогрева, включают в себя минеральные масла, органические соединения, расплавленные металлы и соли. Все эти вещества должны обладать следующими свойствами: высокой температурой кипения при атмосферном давлении, заметной интенсивностью теплообмена, низкой температурой отвердевания, термической стойкостью, безвредностью, невоспламеняемостью, взрывобезопасностью, отсутствием токсичности, экономичностью. Низкотемпературные теплоносители представляют собой вещества, кипящие при температурах ниже 0 С. Типичными представителями являются аммиак, двуокись углерода, сернистый ангидрид и большой ряд фреоновых, применяющихся в качестве хладоагентов в холодильной технике.