Πειραματική διάταξη για θερμοϋδραυλική διερεύνηση διατάξεων εναλλαγής θερμότητας σε μεσαίες θερμοκρασίες ( > 100 ^oC)

Η πειραματική διάταξη χρησιμοποιείται για τον θερμοϋδραυλικό χαρακτηρισμό σε εργαστηριακή κλίμακα διατάξεων εναλλαγής θερμότητας που προορίζονται για χρήση σε δέκτες συγκεντρωτικών ηλιακών συστημάτων. Η εγκατάσταση αποτελείται από ένα υδραυλικό κύκλωμα θέρμανσης-ψύξης, όπου η θέρμανση των υπό δοκιμή διατάξεων απαγωγής θερμότητας επιτυγχάνεται με την προσαρμογή τους σε ειδικά θερμαντικά σώματα. Αυτά είναι επιμήκεις μεταλλικές πλάκες μήκους 1 μέτρου που θερμαίνονται από ενσωματωμένες ηλεκτρικές αντιστάσεις υπό μορφή λεπτών κυλινδρικών ράβδων. Το εργαζόμενο ρευστό είναι συνθετικό λάδι (π.χ. Therminol SP), κατάλληλο για περιοχή θερμοκρασιών -10 ^oC έως 315 ^oC.
Το θερμοϋδραυλικό κύκλωμα της εγκατάστασης αποτελείται από τα εξής επί μέρους υποσυστήματα (βλ. εικόνες):

1. Τη δεξαμενή πλήρωσης, όπου περιέχεται το ρευστό μεταφοράς θερμότητας
2. Το δοχείο διαστολής, για την εκτόνωση του εργαζόμενου ρευστού
3. Την αντλία τύπου ‘regenarative turbine pump’ (Speck NPY 2251 MK-TOE), που είναι κατάλληλη για λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες (εως 350 ^oC)
4. Το δευτερογενές κύκλωμα ψύξης, το οποίο αποτελείται από:
• Εσωτερικό πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας τοποθετημένο πάνω στο stand όπου γίνεται εναλλαγή μεταξύ του επιστρεφόμενου θερμού ρεύματος από τη διάταξη και του ψυκτικού (νερό) του δευτερογενούς κυκλώματος
• σωληνώσεις και δοχείο διαστολής
• Εξωτερικό εναλλάκτη τύπου υγρού – αέρα, όπου γίνεται η ψύξη του ψυκτικού (νερό) υγρού του δευτερογενούς κυκλώματος και η επιστροφή του στον πλακοειδή εναλλάκτη για τον επόμενο κύκλο ψύξης.
5. Τους ηλεκτρικούς θερμαντήρες (ηλεκτρικές αντιστάσεις), που θερμαίνουν το εργαζόμενο ρευστό (λάδι Therminol SP) εως την επιθυμητή θερμοκρασία εισόδου για τις διατάξεις απαγωγής θερμότητας.
6. Το μαγνητικό ροόμετρο (Icenta IC-LPM 050B-H), που είναι κατάλληλo για λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες (εως 350 ^oC)
7. Τις σωληνώσεις και τις αντίστοιχες βάνες για το λειτουργία του κυκλώματος.
8. Τον κεντρικό πίνακα με τους ελεγκτές (controllers) της διεργασίας και τα υπόλοιπα ηλεκτρολογικά υποσυτήματα (inverter, ασφάλειες κλπ).

Η σύνδεση του θερμοϋδραυλικού κυκλώματος που περιγράφηκε παραπάνω με τα υπο διερεύνηση δοκίμια γίνεται μέσω κατάλληλων εύκαμπτων μεταλλικών σωληνώσεων (Flex AISI 316 L) με αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες (ως 650 ^oC).