Soojusvaheti on seade, mis suudab tõhusalt soojust kahe või enama vedeliku vahel üle kanda. Neil on energiasektoris lai valik rakendusi, mis mängivad eriti olulist rolli energiatõhususe parandamisel.
1. Rakendus energeetikas
Soojuselektrijaamad
Fossiilkütustel (nagu kivisüsi, nafta või maagaas) põhinevates soojuselektrijaamades on võtmeroll soojusvahetitel. Näiteks aurujõul töötavas elektrijaamas on boiler teatud tüüpi soojusvaheti. Katlas soojendatakse vett auru saamiseks ning kütuse põlemisel tekkiv soojus kantakse katla toru seina kaudu vette. See kõrgsurveaur juhib seejärel auruturbiini elektrit tootma.
Tuumaelektrijaamad
Tuumaelektrijaamad toetuvad ka soojusvahetitele. Tuumareaktoris toodetakse soojust, mis kantakse üle jahutusvedelikule (tavaliselt veele). Kõrge temperatuuriga jahutusvedelik kannab seejärel soojuse teisele vedelikule (nt sekundaarses tsüklis veele) läbi soojusvaheti, et toota elektrit auru.
Taastuvenergia süsteemid
Päikesesoojuselektrijaamades kasutatakse soojusvahetiid päikesekollektori poolt neeldunud soojuse ülekandmiseks töövedelikule. Seejärel kasutatakse vedelikku auru tootmiseks ja turbiini käitamiseks. Näiteks paraboolse süvendiga päikeseelektrijaamas neelab vastuvõtjatorus olev soojusülekandevedelik päikeseenergiat ja kannab soojuse läbi soojusvaheti vette, et toota auru.
Geotermilised energiasüsteemid
Maasoojussüsteemides kasutatakse ka soojusvahetiid. Maa sisemise soojusega soojendatav geotermiline vedelik kannab soojuse soojusvaheti kaudu teisele vedelikule, mida saab kasutada hoonete kütmiseks või elektri tootmiseks.
2. Rakendused keemia- ja naftakeemiatööstuses
Nafta rafineerimistehased
Soojusvahetiid kasutatakse laialdaselt nafta rafineerimisel. Näiteks fraktsioneerimisprotsessis siseneb toornafta pärast ahjus kuumutamist fraktsioneerimiskolonni. Soojusvahetiid kasutatakse toornafta eelkuumutamiseks enne selle ahju sisenemist, mis aitab vähendada energiatarbimist. Neid kasutatakse ka erinevate fraktsioneerimiskolonnist saadud fraktsioonide jahutamiseks.
Keemilised reaktorid
Keemiatööstuses kasutatakse keemilistes reaktorites temperatuuri reguleerimiseks soojusvahetiid. Mõned keemilised reaktsioonid on eksotermilised (eraldavad soojust) ja soojusvahetiid kasutatakse liigse soojuse eemaldamiseks, ülekuumenemise vältimiseks ning reaktsiooni ohutu ja tõhusa kulgemise tagamiseks. Ja vastupidi, endotermiliste reaktsioonide jaoks (mis vajavad soojust) saab vajaliku soojuse tagamiseks kasutada soojusvahetiid.
Järeldus
Soojusvahetitel on energiasektoris mitmesuguseid rakendusi ning nende disain ja töö on energiakasutuse, tootekvaliteedi ja süsteemi jõudluse parandamiseks üliolulised. Need seadmed mitte ainult ei paranda energiatõhusust, vaid aitavad kaasa ka keskkonnakaitsele ja säästvale arengule. Tehnoloogia arenedes võime eeldada, et soojusvahetid mängivad tulevastes energiasüsteemides suuremat rolli.