Rohrbündelwärmetauscher (auch als Schalen- und Rohrwärmetauscher bekannt) sind, neben Plattenwärmetauschern, eine der häufigsten Arten von Wärmetauschern in der Industrie.
Sie überzeugen durch ihre hohe mechanische Belastbarkeit, lange Lebensdauer, einfache Skalierbarkeit und vielseitige Einsatzmöglichkeiten – von der Chemie- und Lebensmittelindustrie über die Energieerzeugung bis hin zur Petrochemie und Verfahrenstechnik.
Aufbau und Funktionsweise
Ein Rohrbündelwärmetauscher besteht im Wesentlichen aus einer zylindrischen Hülle (Mantel), in der sich ein Bündel von parallel angeordneten Rohren befindet. Diese Bauweise ermöglicht die Trennung zweier Medien: Eines strömt durch die Rohre (Rohrraum), das andere umfließt die Rohre im Mantelraum. Dadurch findet die Wärmeübertragung indirekt über die Rohrwände statt, ohne dass sich die beiden Medien vermischen.
Das heiße Medium – häufig als Prozessfluid bezeichnet – tritt über einen Einlass in den Wärmetauscher ein und strömt durch die Rohre. Gleichzeitig wird eine kältere Serviceflüssigkeit durch die Schale geleitet, die um die Rohre herumfließt. Während dieses Prozesses gibt die heiße Flüssigkeit ihre Wärme über die Rohrwand an das kühlere Medium ab.
Je nach Strömungsrichtung unterscheidet man zwischen Gegenstrom- und Parallelstromprinzip. Im Gegenstromprinzip fließen das heiße und das kalte Medium in entgegengesetzte Richtungen, was den Wärmeübergang besonders effizient macht. Beim Parallelstrom fließen beide Medien in dieselbe Richtung, was zu einer geringeren Temperaturdifferenz und somit zu einem geringeren Wirkungsgrad führt.
Zur Steuerung der Strömung und Stabilisierung des Rohrbündels sind Trennwände und Umlenkplatten im Mantelraum montiert. Diese sorgen für eine verbesserte Durchmischung der Medien und optimieren den Wärmeübergang. Die Köpfe an den Enden des Wärmetauschers dienen als Verteilerkammern und ermöglichen den Zu- und Abfluss der Medien.
Der schnellste Weg zu Ihrem neuen Wärmetauscher
Folgende Vorteile entstehen aus dieser Art des Wärmetauschers:
- Möglichkeit zur Verwendung von Standardelementen (Rohre, Flansche usw.)
- kann in einem sehr großen Bereich von Drücken und Temperaturen eingesetzt werden
- anpassbar an verschiedenste Medien, Baugrößen und Anwendungen
- lange Lebensdauer bei regelmäßiger Wartung und Reinigung
Anwendungsbereiche
Rohrbündelwärmetauscher sind aufgrund ihrer Vielseitigkeit in zahlreichen industriellen Bereichen im Einsatz, unter anderem:
- Chemische Industrie: Kühlung, Kondensation und Erwärmung von Prozessflüssigkeiten
- Petrochemie und Raffinerien: Wärmeübertragung bei der Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen
- Kraftwerke: Wärmerückgewinnung, Kondensation von Dampf
- Anlagen- und Maschinenbau: Kühlung von Hydraulik- und Schmierölen, Verdampfung von Prozessflüssigkeiten
Auswahl und Konstruktion
Bei der Auslegung eines Rohrbündelwärmetauschers müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden:
- Prozessbedingungen: Druck, Temperatur, Viskosität und chemische Eigenschaften der beteiligten Medien
- Materialauswahl: Korrosionsbeständige Werkstoffe für aggressive oder abrasive Medien
- Betriebsanforderungen: Reinigungshäufigkeit, Wartungszugang, Energieeffizienz und Lebensdauer
- Zukunftssicherheit: Berücksichtigung von möglichen Prozessänderungen oder Kapazitätserweiterungen
- Wirtschaftlichkeit: Balance zwischen Anschaffungskosten, Qualität, Lieferzeit und Betriebskosten
Reinigung und Instandhaltung eines Rohrbündelwärmetauschers
Diese Art von Wärmetauscher erfordert eine regelmäßige Überprüfung auf mögliche Korrosionen oder andere Beschädigungen. Ein ebenfalls häufiges Problem ist die Bildung von Verunreinigungen im Rohraustauscher, die eine professionelle Reinigung voraussetzen. Arimex ist auf die chemische Reinigung von Wärmetauschern spezialisiert.
Da man bei einem Rohrbündelwärmetauscher die einzelnen Komponenten nicht auseinander bauen kann, eignet sich die CIP-Reinigung hierfür besonders gut. Diese Methode ermöglicht es uns mit dem Einsatz von entsprechend angepassten Reinigungslösungen und/oder auch Laugen bis zu 99% der Ablagerungen im Wärmetauscher zu entfernen.
FAQ: Häufige Fragen zu Rohrbündelwärmetauschern
1. Was ist ein Rohrbündelwärmetauscher?
Ein Rohrbündelwärmetauscher ist ein industrieller Wärmetauscher, in dem zwei Medien in einem Mantel, jedoch getrennt durch ein Bündel Rohre, zirkulieren. Er wird zur effizienten Wärmeübertragung in Energie-, Chemie- und Lebensmittelanlagen eingesetzt.
2. Wie ist ein Rohrbündelwärmetauscher aufgebaut?
Er besteht aus einer zylindrischen Hülle, in der ein Bündel aus Rohren verläuft. Mantel- und Rohrraum sind voneinander getrennt, damit Wärme übertragen wird, ohne dass sich die Medien vermischen.
3. Wo werden Rohrbündelwärmetauscher eingesetzt?
Rohrbündelwärmetauscher werden in der Industrie vielseitig genutzt – z. B. in Kraftwerken, der Chemie-, Öl- und Lebensmittelindustrie. Sie sind ideal für Prozesse mit hohen Temperaturen oder Drücken.
4. Welche Vorteile bieten Rohrbündelwärmetauscher?
Sie überzeugen durch hohe Belastbarkeit, einfache Wartung, lange Lebensdauer und flexible Materialwahl. Zudem ermöglichen sie eine effiziente Energieübertragung bei extremen Betriebsbedingungen.
5. Welche Materialien werden verwendet?
Je nach Einsatzbereich bestehen Rohrbündelwärmetauscher aus Edelstahl, Kupfer, Titan oder Speziallegierungen. Die Materialwahl richtet sich nach Druck, Temperatur und chemischer Beständigkeit.
6. Woran erkennt man, dass ein Wärmetauscher gereinigt werden muss?
Ein Leistungsabfall, steigender Energieverbrauch oder ungleichmäßige Temperaturen deuten auf Verschmutzungen hin. Spätestens dann sollte eine professionelle CIP-Reinigung durchgeführt werden.
