Was ist eine Kühlschlange?
Eine Kühlschlange ist ein Kühlabschnitt in einem Wärmetauscher und besteht aus Rohren, die zu einer Spirale oder einer ähnlichen Form geformt sind. Spiralen sind die gängigste Form, aber es gibt auch andere Formen, die je nach Gerät und Zweck ausgelegt sind.
Durch die Rohre der Kühlschlangen fließt Kältemittel, um das Objekt zu kühlen, und als Kältemittel wird hauptsächlich Wasser verwendet. Das durch die Kühlschlangen fließende Kältemittel wird durch Wärmeaustausch erwärmt, so dass die Temperatur dieses Kältemittels gesenkt werden muss. Zu diesem Zweck werden sie oft in Verbindung mit Kältemaschinen eingesetzt.
Anwendungen von Kühlschlangen
Kühlschlangen werden zur Regulierung der Wassertemperatur in Wassertanks eingesetzt und tragen dazu bei, die Temperatur von Wassertanks zu senken, wenn die Wassertemperatur bei steigenden Temperaturen, wie z. B. im Sommer, ansteigt.
Sie werden auch zur Regelung der Temperatur von Flüssigkeiten verwendet, die als Rohstoffe für die Beschickung von verschiedenen Anlagen dienen. Kühlschlangen werden eingesetzt, indem sie direkt in die zu kühlende Flüssigkeit eingetaucht werden, was eine hohe Kühlwirkung hat und eine stabile Temperaturregelung ermöglicht. Die Rohstoffe müssen auf einer konstanten Temperatur gehalten werden, da sie sich sonst verändern oder stark reaktiv werden können, was zu ungleichmäßigen Produkten führt. Um dies zu vermeiden, werden Kühlschlangen eingesetzt, um eine gute Temperaturkontrolle zu gewährleisten.
Funktionsweise der Kühlschlangen
Um heißen Gegenständen effizient Wärme zu entziehen und sie abzukühlen, sind mehrere Punkte zu beachten. Erstens sollte eine Flüssigkeit mit hoher Wärmekapazität und niedriger Temperatur möglichst schnell fließen, und die Fläche der Rohrleitung, durch die das Kältemittel fließt, sollte z. B. vergrößert werden. Handelt es sich bei dem heißen Gegenstand um eine Flüssigkeit oder ein Gas, ist auch eine Umwälzung wirksam. Kühlschlangen haben eine komplexe Form, z. B. eine Spirale, weil die Fläche der Rohrleitungen vergrößert wird, um die Kühlleistung zu verbessern.
Rohrleitungen für Kühlwasser bestehen häufig aus Kupfer, einem guten, preiswerten und leicht zu verarbeitenden Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Kupfer ist jedoch korrosions- und hitzeempfindlich. Handelt es sich bei dem Kühlmedium um eine Flüssigkeit oder ein Gas, das Kupfer korrodieren könnte, oder um eine hohe Temperatur, so wird ein haltbareres Material wie Edelstahl verwendet.
Die dem Kühlobjekt entzogene Wärmemenge lässt sich anhand der durchfließenden Wassermenge und des gemessenen Temperaturanstiegs leicht berechnen: Steigt die Temperatur des Kühlwassers um 1 °C, wenn 1 Liter Kühlwasser pro Minute durchfließt, bedeutet dies, dass 1 kcal Wärme pro Minute entzogen wird.
Wasser wird häufig als Kältemittel verwendet, aber auch Wasserstoff wird manchmal als gasförmiges Kältemittel mit hoher Wärmekapazität und Kühlwirkung eingesetzt.