Neue Wärmetauscher mit besserer Wärmeübertragung

Seit über 100 Jahren hat sich an den grundlegenden Verfahren der Entwicklung von Wärmetauschern nichts geändert. Jetzt allerdings hat ein innovatives Unternehmen aus Großbritannien einen neuen und radikalen Anlauf unternommen, der mit den herkömmlichen Überzeugungen bricht. So wurden bedeutende Verbesserungen der Wärmetauscherleistungen erzielt.

Das klassische Funktionsprinzip von Wärmetauschern beruht auf der Regulierung der Wärmeübertragungskapazität über die Temperatur. Erreicht wird dies durch Verändern der Menge oder der Temperatur des Wärmeübertragungsfluids, das durch den Wärmetauscher strömt. Bei solchen Systemen sind die Wärmeübergangsflächen unveränderlich, so dass als wesentliche Regulierungsmechanismen nur die Temperatur und die Durchflussmenge des Wärmeübertragungsfluids bleiben.

Beim Unternehmen erkannte man, dass diese konventionellen Konstruktionen mit allzu vielen Einschränkungen für den Wirkungsgrad von Wärmeübertragungseinrichtungen verbunden sind. Deshalb basiert das neue Prinzip auf dem Konzept einer variablen Wärmeübergangsfläche, bei der die wirksame Wärmeübergangsfläche verändert und so der Wärmeübertragungsgrad reguliert wird. Somit wurde die variable Wärmeübertragung zum entscheidenden Regelungsparameter für den innovativen Satzreaktor/Wärmetauscher.

Dieser Wärmetauscher mit variabler Wärmeübertragung ist für die chemische, pharmazeutische und Lebensmittelverarbeitungs-Industrien von besonderer Bedeutung. Zu den Hauptvorteilen dieser Technologie gehört eine schnelle und stabile Temperaturregelung mit einer Kalorimetrie, die unabhängig von der Größenordnung des Prozesses und der zu handhabenden Wärmekapazität ist und das bedienerfreundliche Einstellen einer wohldefinierten Wärmeströmung gestattet. Im Vergleich zu den sieben Einzelelementen in herkömmlichen Wärmetauschern weist der gebaute Prototyp 120 unabhängige Wärmeübertragungselemente auf.

Bei den heute vorherrschenden Wärmetauschern konventioneller Bauart ist man gezwungen, sich für bestimmte konstruktive Optimierungsmöglichkeiten zu entscheiden und bei anderen wiederum Abstriche zu machen. Die neu entwickelte Technologie dagegen bietet drei vorteilhafte Eigenschaften gleichzeitig. Hierzu gehören eine verbesserte Qualität und Wärmeausbeute bei effizienterer Ausnutzung chemischer Reagenzien, ein unkritischerer Ablauf exothermer Reaktionen und geringere Abmessungen bei einem höheren energetischen Wirkungsgrad. Diese neue Technologie ist in Batch-, Kreis- und Fließprozessen anwendbar und eignet sich für Anwendungen mit Volumina von weniger als einem Liter bis über 100.000 Litern. Daneben kann sie auch zur Nachrüstung vorhandener Wärmetauscher und für Neukonstruktionen genutzt werden.

Für den skalierbaren Wärmetauscher sucht das Unternehmen derzeit Industriepartner aus der Polymerchemie und der organischen Chemie, mit deren Unterstützung der Prototyp weiter entwickelt und genutzt werden kann.

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REYNOLDS, David

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