GEA koelsystemen

Temperatuurveranderingen in gassen

Koelers kunnen worden gebruikt voor de meest uiteenlopende vloeistoffen. De apparatuur die hier wordt beschreven is de apparatuur die gebruikt wordt voor het produceren van temperatuurveranderingen in gassen.

De warmteoverdracht vindt plaats door een wand die tussen het hete gas en het koude gas is geplaatst. Deze wand vormt een grens voor massa-uitwisseling. De hoeveelheid warmte die gewisseld kan worden tussen heet gas en koud gas is onder andere afhankelijk van het beschikbare oppervlaktegebied. De algemene term voor dit type koeler is daarom oppervlaktekoeler.

Hieronder worden alleen gas/gas (lucht) buiskoelers besproken. De constructietypen kunnen onderverdeeld worden in koelers met dwarsstroming, tegenstroming en parallelle stroming of gemengde vormen van de genoemde stromingsontwerpen.

GEA ontwerpt en bouwt niet alleen gaskoelers, maar levert ook de bijbehorende technologie door de volgende diensten aan te bieden:

• Consultancy-diensten voor het oplossen van problemen met koelers op basis van uitgebreid onderzoek en ontwikkelingswerk en jarenlange ervaring.
•  Engineering van rendabele koelsystemen
• Engineering en ontwerp van speciale constructies zoals buisreinigers
•  Wereldwijd servicenetwerk

Bij elk specifiek probleem met een koeler onderzoeken wij:

• De invloed van het stof-gasmengsel op de efficiëntie van de warmteoverdracht
• De invloed van klimatologische omstandigheden op het koeleffect
• De invloed van fysische condities en de condities van het thermische gas
• De bedrijfstijd en specifieke toepassing van het koelsysteem
• De bedrijfscondities waaronder de gespecificeerde prestaties geleverd moeten worden.

Stromingsontwerpen

Parallelle stroming:

Bij dit ontwerp stromen het procesgas en het koude gas parallel aan elkaar.

Hierdoor ontstaat er een hogere warmtebelasting voor de segmenten (koelbuizen). Dit heeft als voordeel dat de warmteoverdrachtssnelheid hoog is, wat blijkt uit de hoge uitlaattemperatuur van het koude gas. Anderzijds is het technische ontwerp voor deze oplossing vrij complex, vooral met betrekking tot de hoge temperatuurgradiënt tussen het procesgas en het koude gas in het inlaatgebied.

Tegenstroming:

In dit ontwerp wordt het procesgas in tegengestelde richting ten opzichte van het koude gas door de koeler gevoerd.

Dit ontwerp levert een aanzienlijk lagere warmtebelasting van de segmenten (koelbuizen) op dan bij het ontwerp met parallelle stroming. Als gevolg van de lagere temperatuurgradiënt is de warmteoverdracht minder efficiënt, wat blijkt uit de aanzienlijk lagere uitlaattemperatuur van het koude gas vergeleken met het parallelle stromingsprincipe. Het technisch ontwerp is relatief eenvoudig en deze opstelling zorgt voor voorzichtige koeling.

Dwarsstroming:

Dwarsstroming betekent dat het procesgas onder een hoek van 90° door de koeler gaat in de stromingsrichting van het koude gas.

Bij dit ontwerp ligt de warmtebelasting van de segmenten (koelbuizen) tussen die van het parallelle stromings- en tegenstromingsprincipe. De temperatuurgradiënt die verkregen wordt tussen het procesgas en het koud gas ligt normaal gesproken tussen die van de twee andere systemen in.

Het technische ontwerp van deze opstelling is niet al te ingewikkeld, en biedt doorgaans de meest rendabele oplossing.

Gemengde ontwerpen:

De hierboven beschreven stromingsontwerpen kunnen gecombineerd worden in een aantal mengvormen. Zulke gemengde stromingsontwerpen worden met name toegepast bij double-pass en multi-pass buiskoelers.