Lauhduttimet kylmälaitoksiin

Kuva: Pexels

Lauhduttimet nesteyttävät kylmäkompressorin puristamaa kylmäainehöyryä. Tehoa säädetään joko portaittain käynnistämällä ja pysäyttämällä puhallinmoottoreita tai taajuusmuuttajalla portaattomasti. Yleisimmin käytetään ilma- ja nestejäähdytteisiä lauhduttimia ja mahdollisesti myös vesijäähdytteisiä, mikäli edullista vettä on käytettävissä.

Ilmajäähdytteinen lauhdutin eli ilmalauhdutin

Ilmalauhdutin on edullinen vaihtoehto pohjoisissa olosuhteissa 1MW tehoon saakka.

Edut:

• luotettavuus
• helppo huolto
• taloudellisuus
• ei jäätymisvaara

Haitat:

• suurempi tilan tarve
• suurempi kylmäainetäytös
• kovempi ääni

Lauhduttimen kenno on yleisimmin valmistettu alumiinilamelleista ja kupariputkista. Teräsputkista valmistettuja lauhduttimia käytetään ammoniakkitäytöksillä.

Teollisuusilmastossa käytetään mm. epoksipinnoitettuja tai kuparilamelleja.

Kuoren materiaali: yleisimmin maalattua tai muovipinnoitettua galvanoitua terästä.

Nestejäähdytteinen lauhdutin

Nestejäähdytteistä lauhdutinta käytetään, kun:

• kylmäainetäytös tulee pitää mahdollisimman pienenä
• kompressorin ja ilmajäähdytteisen lauhduttimen välinen etäisyys olisi liian suuri
• lauhdelämpöä hyödynnetaan useissa kohteissa

Väliaineena käytetään pakkasenkestävää nestettä, kuten esimerkiksi etyleeniglykolin ja veden seosta.

Vesijäähdytteinen lauhdutin

Vesijäähdytteinen lauhdutin on yleisin teollisuuskäytössä, jossa käytössä on edullista ns. teollisuusvettä. Neste- ja vesijäähdytteiset lauhduttimet ovat rakenteeltaan: moniputkilaudutin, koaksiaalilauhdutin tai levylämmönsiirrin -tyyppisiä lauhduttimia.

Moniputkilauhdutin -rakenne

Moniputkilauhduttimessa kylmäaine virtaa vaipassa ja lauhduttava neste vaipan sisällä olevissa putkissa. Kompressorista tuleva höyry johdetaan vaipan yläosassa olevasta yhteestä lauhduttimeen. Lauhtunut neste poistuu taas vaipan alaosan yhteestä. Silloin, kun lauhduttimen sisäosan tilvauus on riittävän suuri, voi lauhdutin toimia myös koneiston nestesäiliönä.

Lauhduttava neste johdetaan lauhduttimen putkiin sen alaosasta. Päädyssä sijaitsevalla kääntökammiolla virtaus käännetään toisia putkin pitkin takaisin tulopäätyyyn.

Riippuen nesteen halutusta lämpötilasta, neste virtaa 1-2 kertaa edestakaisin poistuen lopuksi päädyn yläosasta.

Moniputkilauhdutin on helppo puhdistaa, koska päädyt voi avata.

Levylämmönsiirrin -tyyppinen lauhdutin

Levylämmönsiirrtimen tyyppiset lauhduttimet ovat paljon pienempiä kuin vastaavan tehoiset moniputkilauhduttimet. Ne ovat samoin sisätilavuudeltaa merkittävästi pienempiä.

Lauhdutin on rakennettu poimutetuista levyistä. Levyt on juotettu toisiinsa kuparilla tai nikkelillä. Joka toisessa levyssä virtaa kylmäaine ja joka toisessa välissä virtaa lauhduttava neste. Kylmäainehöyry johdetaan lämmönsiirtimeen lauhduttimen yläosasta ja lauhtunet neste poistuu alaosasta. Tarkempi rakenne riippuu käytettävästä levylämmönsiirrintyypistä.

Lauhduttava neste johdetaan lämmönsiirtimeen sen alaosasta. Lämmennyt neste poistuu yläosasta.

Levylämmönsiirtimet voivat olla hitsattuja, tiivisteellisiä tai puolihitsattuja. Puolihitsatussa kylmäainetta sisältävä levypari on hitsattu ja nestettävä sisältävä levypari taas on varustettu tiivisteellä.

Hitsatut levylämmönsiirtimet täyttävät vaativien sovellutusten vaatimukset, käytettiinpä väliaineina syövyttäviä nesteitä, kaasuja tai näiden sekoituksia. Ne toimivat olosuhteissa ja väliaineilla, jotka eivät sovellu tiivisteellisille levylämmönsiirtimille.

Haluatko tietää lisää levylämmönsiirtimistä?

Tutustu Levylämmönsiirtimen virtauksen ja lämmönsiirron mallinnus -diplomityöhön, Kalle Vähätalo, Tampereen Teknillinen Korkeakoulu, 2015