CounterFlow Heat Exchanger - Gas + Gas

Der CounterFlow Heat Exchanger hat vier Gasanschlüsse, zwei Paare: Input → Output und Input2 → Output2. Zwei Gasströme laufen getrennt durch das Gerät und geben dabei Wärme aneinander ab. Die Gase selbst mischen sich nicht. „CounterFlow“ steht für Gegenstrom: Die beiden Ströme laufen in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbei.

Das Prinzip stammt aus der Technik: Der heiße Strom trifft am Ende seines Wegs noch auf den frisch eingetretenen, kältesten Teil des anderen Stroms. So kann er weiter abkühlen als bei einem einfachen Ausgleich, bei dem beide Seiten nur auf eine gemeinsame Mitteltemperatur kommen. Im Spielcode ist das nachgebaut: Die Gasmenge, die in einem Takt durchläuft, wird je Seite in acht Portionen geteilt, die schrittweise aneinander vorbeigeschoben werden und dabei Wärme tauschen.

Ein Rechenbeispiel zur Energiebilanz: 10 mol Kohlendioxid kühlen von 400 K auf 300 K ab. Mit 28,2 J je Mol und Kelvin geben sie 10 · 28,2 · 100 = 28 200 J ab. Nimmt diese Wärme vollständig ein Strom aus 10 mol Stickstoff (20,6 J je Mol und Kelvin) auf, wird er um 28 200 / 206 ≈ 137 K wärmer. Mehr als die abgegebene Wärme kann nicht übergehen.

Der Tauscher ist passiv: kein Strom, kein Datenanschluss, keine eigene Pumpe. Je Takt lässt er auf jeder Seite so viel durch, dass Eingang und Ausgang denselben Druck haben. Gas fließt also nur, solange der Eingang mehr Druck hat als der Ausgang – plane eine Pumpe oder einen Druckregler davor oder einen Abnehmer mit niedrigerem Druck dahinter ein. Alle vier Rohre müssen angeschlossen sein, sonst tauscht er nichts. Unter 101,325 kPa sinkt die Übertragung im Verhältnis zum Druck: Mit 50 kPa auf einer Seite schafft er die Hälfte, mit 50 kPa auf beiden ein Viertel. Setting (0 bis 10), Maximum und Ratio stehen nur in der Logikliste; der Tauscher liest Setting nie aus.

Gebaut wird in zwei Schritten: Kit (CounterFlow Heat Exchanger) setzen, dann mit dem Schweißbrenner ein Stahlblech anbringen. Derselbe Bausatz baut auch die Fassungen Gas + Flüssigkeit und Flüssigkeit + Flüssigkeit. Wann welcher Tauscher passt, steht in Wärmetauscher und Wärmetransport: Rohr gegen Rohr, Gas gegen Flüssigkeit.