Edelstahl-Rohrheizkörper mit einfacher Konstruktion

Ein Rohrwärmetauscher besteht aus Komponenten wie einem Gehäuse, einem Wärmetauscherrohrbündel, einem Rohrboden, Leitblechen und einem Rohrkasten. Das Gehäuse ist meist zylindrisch und enthält ein Rohrbündel, dessen Enden am Rohrboden befestigt sind. Für den Wärmeaustausch werden zwei Arten von Fluiden verwendet: kaltes und warmes. Das eine Fluid strömt innerhalb der Rohre und wird als rohrseitiges Fluid bezeichnet; das andere strömt außerhalb der Rohre und wird als gehäuseseitiges Fluid bezeichnet. Um den Wärmeübergangskoeffizienten des Fluids außerhalb der Rohre zu verbessern, werden üblicherweise mehrere Leitbleche im Gehäuse installiert. Diese Leitbleche erhöhen die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids auf der Gehäuseseite, sodass es das Rohrbündel mehrmals auf einem vorgegebenen Pfad durchströmt und die Turbulenz erhöht wird. Die Wärmetauscherrohre können in gleichseitigen Dreiecken oder Quadraten auf dem Rohrboden angeordnet sein. Die gleichseitige Dreiecksanordnung ist relativ kompakt und führt zu einer hohen Turbulenz im Fluid außerhalb der Rohre sowie zu einem hohen Wärmeübergangskoeffizienten. Die quadratische Anordnung erleichtert die Reinigung der Rohraußenseite und eignet sich für Fluide, die zu Ablagerungen neigen.

Die wichtigsten Steuerungsparameter von Rohrwärmetauschern sind Heizfläche, Warmwasserdurchflussrate, Wärmeaustauschkapazität und Wärmeträgerparameter.

Jeder Durchlauf eines Fluids durch ein Rohrbündel wird als Rohrdurchlauf bezeichnet; jeder Durchlauf durch den Mantel als Manteldurchlauf. Die Abbildung zeigt den einfachsten Wärmetauscher mit einem Rohrbündel und einem Mantel, abgekürzt Typ 1-1. Um die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr zu erhöhen, können an den beiden Enden des Rohrkastens Leitbleche installiert werden, die die Rohre in mehrere Gruppen unterteilen. Dadurch durchströmt das Fluid jeweils nur einen Teil des Rohrs und strömt somit mehrmals innerhalb des Rohrbündels hin und her – dies wird als Mehrfachdurchlauf bezeichnet. Um die Strömungsgeschwindigkeit außerhalb des Rohrs zu erhöhen, können ebenfalls Längsleitbleche im Mantel installiert werden, die das Fluid zwingen, den Mantelraum mehrmals zu durchströmen – dies wird als Mehrfachdurchlauf bezeichnet. Prozesse mit mehreren Rohren und mehreren Manteln können kombiniert werden.