Rohrbündelwärmetauscher – Definition und Funktion
Ein Rohrbündelwärmetauscher, auch bekannt als Tube Heat Exchanger, ist ein Gerät, das zur effizienten Übertragung von Wärme von einem Medium auf ein anderes verwendet wird. Die beiden Medien sind in der Regel voneinander getrennt, um ein Vermischen oder chemische Reaktionen zu verhindern.
In Bezug auf Solarenergie und insbesondere Photovoltaik wird der Rohrbündelwärmetauscher häufig im Kontext der Erwärmung von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet. Typischerweise wird ein solcher Wärmetauscher in einem Solarthermal-System eingesetzt, um die vom Sonnenkollektor absorbierte Sonnenwärme auf das Heizungs- oder Warmwassersystem zu übertragen.
Aufbau und Arbeitsprinzip
Der Rohrbündelwärmetauscher besteht aus einer Anzahl paralleler Rohre, die in einem größeren ´Hauptrohr´ oder ´Mantel´ gehalten werden. Die zwei unterschiedlichen Medien (Flüssigkeiten/Gase), zwischen denen die Wärme ausgetauscht werden soll, fließen durch die Rohre und den Mantel, wobei sie aneinander vorbeiströmen und dabei Wärme austauschen:
- Das primäre Medium (z.B. Solarflüssigkeit), das erwärmt oder abgekühlt werden soll, fließt durch die inneren Rohre des Wärmetauschers.
- Das sekundäre Medium (z.B. Wasser im Heizungssystem), an das die Wärme abgegeben (oder von dem Wärme aufgenommen) werden soll, fließt durch den Außenmantel bzw. um die Rohre herum.
Der Wärmeübertragungsvorgang basiert auf dem Prinzip der Konvektion: Die Wärmeenergie bewegt sich vom wärmeren Medium zum kälteren.
Anwendung in Solarenergie und Photovoltaik
In der Solarenergienutzung kommen Rohrbündelwärmetauscher hauptsächlich in solarthermische Anlagen zum Einsatz. Hier übertragen sie die von den Sonnenkollektoren aufgenommene Wärme auf die Heizflüssigkeit des Heizungssystems oder auf das Brauchwasser. Dies erhöht die Energieeffizienz des Systems, da die Wärme direkt genutzt wird, anstatt in die Umgebung abgegeben zu werden.
Fazit
Rohrbündelwärmetauscher sind also wesentliche Bestandteile in einem systematischen Solarwärmesystem. Sie spielen eine zentrale Rolle in der Nutzung von erneuerbaren Energiequellen, indem sie die effiziente Nutzung von Wärme aus Solarenergie ermöglichen. Daher ist das Verständnis dieser Geräte für Fachleute in der Photovoltaik von großer Bedeutung.