Der Wärmeaustausch

Der Wärmeaustausch kann auf drei Arten erfolgen:

• Leitung
• Konvektion
• Strahlung

In einem Vakuumverdampfer wird die zum Verdampfen der zu behandelnden Flüssigkeit notwendige Wärme durch Leitung übertragen, indem die Flüssigkeit direkt mit einer beheizten Metalloberfläche in Kontakt kommt. Die zugeführte Wärmemenge ist direkt proportional zur Austauschfläche, zum Temperaturgradienten (Delta T) und einer Konstante, die vom gewählten Material, der Verschmutzung und der Geometrie der Kontaktfläche abhängt; sie ist umgekehrt proportional zur Dicke der Austauschfläche.

Um 1 kg Wasser von Raumtemperatur auf Siedetemperatur zu erhitzen und den Übergang von der flüssigen Phase in die Dampfphase zu ermöglichen, müssen bei atmosphärischem Druck (101 kPa) etwa 2500 kJ (ca. 700 Wh) zugeführt werden. Diese Energie geht unwiederbringlich in die Atmosphäre verloren, wenn die latente Kondensationswärme nicht zurückgewonnen wird. Bei der Vakuumverdampfung wird diese Energie zurückgewonnen und wieder im Kreislauf verwendet, was den Energieverbrauch für die Verdampfung des Wassers senkt. Die Technologien zur Nutzung dieser Energie sind vielfältig:

• Vakuumverdampfung mit Wärmepumpe
• Vakuumverdampfung mit Mehrfacheffekt
• Mechanische Brüdenverdampfer

Durch die Nutzung dieser Technologien kann der Energieverbrauch im Vergleich zur atmosphärischen Verdampfung um etwa das 25-fache reduziert werden.