Hringrás hita- og kælikerfa

Til þess að hita og kæla rými þarf að skaffa heitt og kalt vatn að eftirhiturum, ofnum, kæliröftum o.s.frv. Einföld lausn á þessu gæti verið að tengja heitt og kalt vatn beint frá inntaki að tækjunum en það leiðir bæði til orkusóunar og áhættu á meira tjóni ef lagnir gefa sig. Þess vegna eru oftast settir upp varmaskiptar þar sem heitu og köldu vatni er dælt í lokaðri hringrás og hitastiginu á hringrásinni er stýrt með stjórnloka á hitaveitu eða köldu vatni.

Á myndinni hér til hliðar er sýnd dæmigerð hitahringrás. Þar er hitaveitan vinstra megin við varmaskipti og stjórnloki ræður því hversu mikill hiti er fluttur frá hitaveitunni yfir í hringrásina. Meiri opnun á stjórnloka gefur hærri hita í hringrás. Hægra megin er sjálf hringrásin. Þar er dæla sem heldur hringrásinni á hreyfingu og þar eru hitanemar, í þessu tilfelli er hitastiginu í hringrásinni stýrt eftir óskgildi fyrir framrásarhita. Hringrásin í þessu dæmi skaffar varmaorku fyrir tvær loftræsisamstæður. Hitanemar í bakrás frá varmaskipti og bakrás hringrásarinnar eru til upplýsinga og hægt er að nota þessa nema til að greina hegðun og frávik í kerfinu.

Í lokuðum hringrásarkerfum er oft settur upp þrýstinemi til þess að fylgjast með því að nægur vökvi sé í hringrásinni. Ef þrýstingur er lægri en 1 bar bendir það til þess að það vanti vökva í hringrásina og þá getur hún ekki flutt þann varma sem til er ætlast. Þá þarf að bæta vökva á hringrásina, það er ýmist gert með handvirkri dælu eða rafmagnsdælu.

Kælihringrás er byggð upp á sama hátt en þá er köldu vatni stýrt að varmaskiptinum eftir óskgildi fyrir hitastig framrásar. Meiri opnun á stjórnloka í kælikerfi gefur lægra hitastig á hringrásinni.

Varmaskiptar

Varmaskiptar eru notaðir til að flytja orku úr einu efni í annað. Þannig er t.d. hitaveituvatn keyrt inn á aðra hlið varmaskiptis og lokuð hitahringrás inn á hina hliðina. Með því að auka rennsli hitaveituvatnsins hitnar hringrásarvatnið. Annað dæmi er hitaflötur í loftræsikerfi þar sem hitahringrás fer inn á aðra hlið hitaflatarins og loft streymir í gegnum hina hliðina og hitnar við það.

Varmaskiptar eru yfirleitt tengdir "mótstraums", það þýðir að efnið sem á að gefa orku streymir á móti efninu sem á að fá orku. Ef varmaskiptir er tengdur "meðstraums" verður nýtni hans umtalsvert lakari.