September 2011

Die Wärmeübertrager der Serie LE/LK von Roller in den Materialien Kupfer, Aluminium und Edelstahl, eignen sich für Anwendungen der Gebäudetechnik, des Maschinenbaus, der Verfahrenstechnik sowie der pharmazeutischen und chemischen Industrie. Sie können immer dann zum Einsatz kommen, wenn Feuchtigkeitsbildung nicht zu vermeiden ist und Hygienekonformität eine Rolle spielt. Das Unternehmen bietet die Geräte als korrosionsbeständige Varianten mit verzinnten Kupferrohren und Lamellen aus AlMg3 oder ebenfalls Kupfer an. Weiterhin sind hydrophile Beschichtungen möglich, die für eine gleichmäßige Wasserfilmbildung bei besprühtem Betrieb sorgen. Für niedrige Einsatztemperaturen sind Lamellenabstände bis 10 mm möglich und bei Bedarf elektrische Abtauheizstäbe für die Blöcke erhältlich. Neben der Möglichkeit, die Geräte bei niedrigen Temperaturen einzusetzen, lassen sie sich aufgrund des hohen Abstandes zwischen den Lamellen einfach reinigen. Ein Direktverdampfer zum mehrstufigen Rückkondensieren von Gasen senkt die Temperatur beispielsweise in der (Ab-)Luft bei einem Luftvolumenstrom von 20.000 m3 pro Stunde und einer Lufteintrittstemperatur von 30 °C und 70 % relativer Luftfeuchte in erster Stufe auf -15 °C und in zweiter Stufe auf -35 °C.

Die Verkreisung des Quadrats

Rohrbündelwärmeübertrager kommen immer dann zum Zuge, wenn es um Anwendungen mit hohen Druck- und Temperaturansprüchen geht. Plattenwärmeübertrager bieten den Vorteil einer hohen Wärmestromdichte und einer kompakten Bauform. Die Firma Gesmex hat mit dem Wärmeübertrager des Typs XPS ein Modell auf dem Markt, in dem die oben aufgeführten Varianten kombiniert und so beide Vorteile vereint sind. Die Plate & Shell-Apparate bestehen aus lasergeschweißten, runden Plattenwärmeübertragern in einem Mantelrohr. Der Anbindequerschnitt beträgt bis zum 3,5-fachen der Plattenstärke und ist dadurch unempfindlich gegen Temperatur- und Druckwechselbeanspruchungen. Anwendungen bis 550 °C und 150 bar sind möglich. Der Hersteller bietet die Wärmeübertrager in verschiedenen Versionen an: Die Füllmengen des Druckraumes variieren zwischen 3 und 1.000 l, Platten- und Mantelwerkstoff kann der Betreiber je nach Anwendung wählen. Als maximale Viskositätsgrenze gibt der Hersteller einen Wert von 8.000 mPa s an. Beim Modernisieren bestehender Anlagen bieten die Wärmeübertrager ebenfalls Vorzüge. Die runde Bauweise ermöglicht einen simplen Austausch von Rohrbündelwärmetauschern gegen die neuen Modelle, da sich die Verrohrung im Gegensatz zu rechteckigen Plattenwärmeübertragern nur gering verändert und das dynamische Verhalten der Anlage erhalten bleibt. Je nach Funktion des Wärmeübertragers und der Kostenstruktur können Betreiber laut Hersteller 20 % der Betriebskosten durch eine Umrüstung einsparen.

Arbeitet in jedem pH-Bereich

Die Plattenwärmeübertrager aus Siliciumcarbid von ESK sind gegen Medien wie konzentrierte Schwefelsäure oder heiße Natronlauge sehr beständig. Im Vergleich zu Modellen aus Metall halten diese um den Faktor zwei länger stand und senken so die Betriebskosten. Laut Hersteller können sich die Investitionen für Rekuperatoren auf Basis der SiC-Plattenwärmetauscher bereits nach dem ersten Austausch amortisieren. Ein weiterer Vorteil ist die effiziente Wärmeübertragung, die die Übertragerfläche um bis zu 50 % reduziert und so eine kompakte Bauform ermöglicht. Die Geräte sind für Betriebsdrücke bis 16 bar geeignet, arbeiten bei Temperaturen zwischen -30 und 200 °C und haben eine geringe Fouling-Neigung. Neben ihrer Widerstandsfähigkeit gegen verschiedene physikalische Einflüsse sind die verwendeten Materialien gemäß FDA, KTW, WRAS und Fresenius für Trinkwasseranwendungen freigegeben und auch im Kontakt mit Lebensmitteln unbedenklich. Wartungs- und Reinigungsarbeiten lassen sich ohne Demontage vornehmen. Um den Ansprüchen großtechnischer Chemieanlagen gerecht zu werden, hat das Unternehmen außerdem sein Produktportfolio um die Ausführung B585 erweitert. Diese Modelle verfügen über eine vergrößerte Plattengeometrie, die einen maximalen Durchsatz von 90 m3/h (flüssige Medien) und 2.500 m3/h (Gas) ermöglicht.

Von heiß nach heißer

Die aktuelle Generation von Plattenwärmeübertragern von API Heat Transfer hat einen verbesserten Dichtungswerkstoff, der den Einsatz in hochkorrosiven Medien sowie bei sehr hohen Temperaturen ermöglicht. Verschiedene Anwendungen für Plattenwärmeübertrager wie der Einsatz in einer Natronlaugen-Eindampfanlage, waren bisher laut Anbieter aufgrund ihrer Materialeigenschaften nicht möglich: Der verwendete Dichtungswerkstoff Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) eignete sich in seiner bisherigen Form nur für Temperaturen bis 160 °C. Durch eine Weiterentwicklung des EPDM haben sich die Temperatureigenschaften der Dichtungen verbessert, wodurch sie sich nun für bis zu 190 °C eignen. Hierdurch ergeben sich neue Anwendungsfelder für Plattenwärmeübertrager, mit denen Anlagenbetreiber ihre Kosten senken können. Beispielsweise reduzieren sich nicht nur die Wandstärken auf ca. 20 bis 40 %, außerdem ermöglicht die turbulente Strömungsführung der Plattenspalten einen Wärmedurchgangskoeffizienten, der den eines Rohrbündelwärmeübertragers um das Doppelte übersteigt. Durch den reduzierten Flächenbedarf sinkt die benötigte Menge des teuren Nickel-Werkstoffs.

Abgaswärmeübertrager für widrige Prozessumgebungen

Die korrosions- und säureresistenten Keramik-Abgaswärmeübertrager von Bomat werden zur Wärmerückgewinnung aus schwermetallhaltigen Verbindungen oder Säuren (beispielsweise schweflige Säure, Salpetersäure oder Salzsäure) eingesetzt. Das mögliche Leistungsspektrum reicht von kleinen Haushaltsanwendungen bis hin zu 2-MW-Versionen für Großanlagen. Die Inspektion der Wärmeübertrager, die laut Hersteller alle 3.000 Betriebsstunden anfällt, geschieht über ein eingebautes Inspektionsloch. Die Wärmeübertrager nutzen die durch Kondensationsvorgänge verfügbare Energie der Abgase oder der Abwärme und führen sie Heizsystemen und -prozessen zu. Hierdurch steigert sich zum einen die Gesamteffizienz von Anlagen, zum anderen gelangen weniger Produktionsschadstoffe in die Umwelt.

Für David und für Goliath

Mit den Wärmeübertragerelementen der Baureihe WT hat die Firma HTA Wärmeübertragerlösungen für Gase und flüssige Medien im Portfolio, die sich für eine große Bandbreite von Prozessen zur Energierückgewinnung eignen: beispielsweise beim Verbrennen von Öl, Gas oder Produktionsstoffen, beim Schmelzen, Aufbereiten und Veredeln von Metallen sowie in der Lebensmittelproduktion. Mit ihrer hohen Übertragungsfläche und einem geringen Strömungswiderstand kommen in den meisten Anwendungen Rippenrohrwärmeübertrager zum Zuge. Die drei Varianten sind: G-Fin-Rippenrohre bestehen aus C-Stahl und sind für Gastemperaturen bis 400 °C zugelassen. Bei B-Fin-Rippenrohren besteht das Kernrohr aus C-Stahl oder optional auch aus Cr-Ni-Stahl, die Rippen bestehen aus Aluminium, die Einsatzgrenze liegt hier bei 250 °C. Die letzte Variante sind lasergeschweißte Rippenrohre, die komplett aus Cr-Ni-Stählen gefertigt sind. Sie haben ein großes Temperaturfenster sowie chemische Beständigkeit. Für Anwendungen mit hohem Verschmutzungsgrad auf der Gasseite bietet der Hersteller unempfindliche Glattrohre an. Die lagermäßig vorgehaltenen Werkstoffe sind hier P 235 GH, X6CrNiTi118-10 und X6CrNiMoTi17-12-2. Weitere Güten sind auf Anfrage verfügbar. Betreiber können für die Rohrsysteme aller Wärmetauscherelemente der Baureihe die Medien Wasser, Dampf oder Wärmeträgeröl verwenden.

Die Entdeckung der Langsamkeit

Die DTS-Miniatur-Wärmeübertrager der Firma Heatsystems sind mit einem Leistungsbereich bis ca. 200 kW für Anwendungen mit geringen Durchsätzen gedacht, wie sie vor allem in der Pharma- und Lebensmittelindustrie vorkommen. Um trotz geringer Durchsatzmengen einen guten Wärmeübergang von Primär- zu Sekundärmedium zu erreichen, sind die Querschnitte deutlich verkleinert. Das Vermischen von Primär- und Sekundärmedium ist konstruktionsbedingt nicht möglich, ebenso gibt es keine Toträume, in denen sich Ablagerungen bilden könnten. Dies sorgt, in Kombination mit einer Oberflächenrauigkeit von Ra < 0,8 µm (optional auch Ra < 0,4 µm), für Hygienesicherheit bei einfacher Wartung. Zum Einsatz kommen pharmagerechte Werkstoffe wie Edelstahl AISI 316L mit einem Werksabnahmezeugnis nach EN 10204-3.1.
Die Spiralrohrwärmetauscher des gleichen Herstellers sind ebenfalls für verfahrenstechnische Anwendungen ausgelegt, bei denen geringe Durchsätze anfallen. Auch hier sind die Strömungsquerschnitte verkleinert, so dass sich bereits bei Volumenströmen von 0,1 m3/h ein guter Wärmeübergang erzielen lässt. Da die einzelnen Rohre bei geringen Querschnitten extreme Längen erreichen, sind sie spiralförmig gewickelt. Dadurch ist die Konstruktion eine kompakte Alternative zu gewöhnlichen Rohrbündelwärmetauschern.

You spin me round and round

Mit ihren Hohlschnecken-Wärmeübertragern bringt die Firma Thies Maschinenbau eine Gerätereihe auf den Markt, mit der Anwender körnige und pastöse bis mittelflüssige Produkte nicht nur gleichmäßig fördern und durchmischen, sondern gleichzeitig kühlen, erwärmen oder trocknen können. Konzipiert sind die Wärmetauscher für den Einsatz in der Chemie-, Pharma-, Aluminium-, Zement- sowie der Nahrungsmittelindustrie. Abhängig von Produkt, Baugröße und Einbaulage erreicht die Förderleistung bis zu 50 t/h. Die Geräte entsprechen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG sowie der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG und sind für Betriebsdrücke bis 10 bar und Betriebstemperaturen bis 350 °C zugelassen. Die Wärmeübertrager gibt es in drei Versionen: Der Gegendrall-Hohlschnecken-Wärmetauscher „Holoflite“ für nicht klebende oder ankrustende Produkte fasst, je nach Ausführung, ein Produktvolumen zwischen 95 und 3.800 dm3. Der kontinuierlich selbstreinigende Gleichdrall-Hohlschnecken-Wärmetauscher „Selfcleaner“ eignet sich für klebende und ankrustende Produkte und der periodisch selbstreinigende Gleich- und Gegendrall-Hohlschnecken-Wärmetauscher „Variclean“ ist für klebende, ankrustende und zu mischende Produkte konzipiert.

Mehr Effizienz durch Unordnung

Die Firma Lamont Kessel geht mit ihren IP Tubes für Wärmeübertrager keinen geradlinigen Weg: Gezielt eingebrachte Strukturen auf den Rohrinnenseiten erzeugen Verwirbelungen, die die laminare Strömung des fließenden Mediums in turbulente verwandeln. Für den Wärmeübergang bedeutet das einen um 1,4 bis 4,5 verbesserten Alpha-Werte. In der Praxis bewirkt diese gestiegene Effizienz, dass sich die Baugröße von Wärmeübertragern bei gleicher Leistung laut Hersteller um mindestens 10 % verringert. Neben den verbesserten Wärmeübertragungs-Eigenschaften haben die Turbulenzen einen weiteren Vorteil: Verschmutzungen setzen sich schlechter ab, was die Reinigungsintervalle vergrößert und Stillstand verringert. Die von der Norm abweichende Innenstruktur macht dabei keine speziellen Reinigungsverfahren nötig: In Versuchen mit oszillierenden Bürsten wurde eine Reinigungswirkung wie bei normalen Glattrohren erzielt.

Kompakt und mobil

Mit den Wassertemperiersystemen der Serie K hat die Firma Single mobile Geräte in seinem Portfolio, die sich aufgrund ihrer kompakten Bauform und der Montage auf Rollen beispielsweise für Anwendungen im Bereich des Kunststoffspritzgießens eignen. Die Serie deckt den kleinen bis mittleren Leistungsbereich ab und erzeugt Temperaturen bis 160 °C. Durch den Einsatz effizienter Plattenwärmeübertrager eignen sich die Geräte auch für hohe Kühlwassertemperaturen (80 °C Vorlauf/15 °C Kühlwasser) und senken gleichzeitig die Betriebskosten. Hinter pulverbeschichteten Stahlblechgehäusen befinden sich je nach Modell Pumpen mit Förderleistungen zwischen 60 und 150 l/min. Diese erreichen Drücke von 3,9 bis 9 bar. Die hydraulische Ausstattung besteht aus Edelstahl und Buntmetall, die Heizkörper selbst aus Incoloy. Um Verschmutzungen zu vermeiden, sind in Rücklauf sowie Kühlwasserzulauf Filter eingebaut, die Partikel bis 500 µm entfernen.

Rohrablagerungen im Visier

Die Firma JNW bietet mit ihren ITC Cleaningsolutions eine Alternative zu bekannten Rohrreinigungsmethoden: Sie schießt per Wasserpistole federbelastete Rohrreiniger bei einem Druck zwischen 15 und 30 bar durch das zu reinigende Rohr. Die Reiniger erreichen dabei Geschwindigkeiten von 3 bis 6 m/s. Erhältlich sind die Projektile in verschiedenen Ausführungen, mit Bürsten sowie mit Klingen, und passend für Rohrinnendurchmesser zwischen 10 und 38 mm. So kann der Anwender 2 mm mächtige Ablagerungen entfernen. Das System ist dabei laut Hersteller so effektiv, dass es Werte wie bei Auslieferung des Wärmeübertragers wiederherstellen kann. Gleichzeitig ist das Verfahren aufgrund seiner gleichmäßigen Geschwindigkeit und des Strömungswinkels deutlich schonender als das Verwenden eines alternativen Handgerätes. Für starke Verschmutzungen bietet der Hersteller das ITC-Bohrsystem an. Dieses verwendet Wasser als Medium für das Lösen, Schmieren und Ausspülen und erübrigt den Einsatz teurer Chemie. Das System gibt es in zwei Varianten, eine maschinengeführte und eine handgeführte. Letztere bietet den Vorteil, dass sie den Einsatz in nicht demontierten Wärmeübertragern ermöglicht.

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