Ο θερμοσίφωνας είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη σταδιακή θέρμανση του νερού που παραδίδεται σε λέβητα ατμού. Ο κύριος λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούνται θερμοσίφωνες είναι επειδή το νερό πρέπει να θερμαίνεται σταδιακά μέχρι να φτάσει στο σημείο βρασμού του, γνωστό και ως θερμοκρασία κορεσμού. Εάν το νερό θερμαίνεται πολύ γρήγορα ή πολύ βίαια, το μέταλλο του λέβητα καταστρέφεται λόγω θερμικού σοκ, το οποίο συμβαίνει όταν η ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας δημιουργεί ρωγμές στο μέταλλο. Ένας θερμοσίφωνας τροφοδοσίας μπορεί επίσης να αυξήσει τη συνολική απόδοση του κύκλου ατμού, επειδή η κύρια πηγή θερμότητας δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί. Αντ ‘αυτού, το νερό τροφοδοσίας συνήθως θερμαίνεται από εναλλακτικές πηγές θερμότητας που βρίσκονται φυσικά στον κύκλο ατμού.
Η θερμότητα που χρησιμοποιείται σε έναν θερμοσίφωνα μπορεί να προέρχεται από πολλαπλά σημεία εντός του κύκλου ατμού. Αυτό μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τον συγκεκριμένο κύκλο ή τη γεννήτρια ατμού, αλλά συνήθως χρησιμοποιείται εξαντλημένος ατμός από ατμοστρόβιλο. Στις περισσότερες στάσιμες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής, υπάρχουν δύο ατμοστρόβιλοι που παρέχουν ενέργεια. Πρώτον, ο ατμός από τη γεννήτρια ατμού εισέρχεται σε έναν μικρότερο στρόβιλο υψηλής πίεσης και καθώς ο ατμός συνεχίζει να διαστέλλεται και να χάνει την πίεσή του, εξάγεται σε έναν μεγαλύτερο στρόβιλο χαμηλής πίεσης. Τυπικά, ο ατμός που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του θερμοσίφωνα τροφοδοσίας εξάγεται από την εξάτμιση του ατμοστρόβιλου υψηλής πίεσης.
Η διαδικασία εξαγωγής ατμού είναι πολύ ρυθμισμένη και ακριβής, επειδή η ποσότητα ατμού που εξάγεται έχει άμεση επίδραση στην ενεργειακή απόδοση του στροβίλου χαμηλής πίεσης. Η ποσότητα ατμού που εξάγεται από την εξάτμιση για τη θέρμανση του θερμοσίφωνα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας αυτό που είναι γνωστό ως “κλάσμα εξαγωγής”. Αυτή η τιμή πρέπει να υπολογιστεί προσεκτικά για μέγιστη βελτιστοποίηση του ατμού που εξάγεται από τη διαδικασία. Ένας θερμοσίφωνας ατμομηχανής χρησιμοποιεί την ίδια αρχή, επειδή ο εξαντλημένος ατμός χρησιμοποιείται επίσης για την προθέρμανση του νερού πριν από την είσοδο στον κύκλο ατμού.
Υπάρχουν δύο τύποι θερμοσιφώνων: ανοιχτοί και κλειστοί. Και οι δύο τύποι θερμαίνουν το νερό με ατμό, αλλά ο τρόπος με τον οποίο εφαρμόζεται ο ατμός τα κάνει διαφορετικά. Σε έναν θερμοσίφωνα ανοιχτής τροφοδοσίας, ο ατμός εφαρμόζεται απευθείας στο νερό που θερμαίνεται. Αυτό συνήθως δεν χρησιμοποιείται, γιατί σε πολλές περιπτώσεις, ο ατμός συχνά συνδυάζεται με ατμοποιημένο λιπαντικό λάδι. Εάν το νερό πλούσιο σε πετρέλαιο εισέλθει σε έναν λέβητα ατμού, θα μείνουν πίσω μικρές αποθέσεις άνθρακα, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε διάβρωση.
Για το λόγο αυτό, οι θερμοσίφωνες κλειστού νερού χρησιμοποιούνται συχνότερα. Σε κλειστό θερμοσίφωνα, ο σωλήνας που περιέχει ρέον νερό περιβάλλεται από ατμό. Ο ατμός είτε μπορεί να περιέχεται σε ξεχωριστό σωλήνα είτε μπορεί να εκτίθεται απευθείας στον σωλήνα, αλλά ο ατμός δεν έρχεται σε επαφή με το νερό που θερμαίνεται. Αυτό βοηθά στην αποφυγή τυχόν άλλων σοβαρών προβλημάτων διάβρωσης ή μόλυνσης που βρίσκονται συνήθως στους περισσότερους θερμοσίφωνες ανοιχτής τροφοδοσίας.
Υπό ορισμένες σπανιότερες συνθήκες, το νερό τροφοδοσίας θερμαίνεται με άλλα μέσα. Η πιο κοινή εναλλακτική μέθοδος είναι μια συσκευή γνωστή ως εξοικονομητής, η οποία χρησιμοποιεί θερμά αέρια από τον καυστήρα για προθέρμανση νερού, αντί για ανοιχτή φλόγα ή εξαντλημένο ατμό. Παρόλο που δεν βρίσκονται συνήθως, αυτά μπορεί να είναι πολύ πιο αποτελεσματικά, επειδή ο ατμός δεν χρειάζεται να εξαχθεί από τον κύκλο ατμού για λόγους προθέρμανσης. Άλλες ασυνήθιστες μέθοδοι περιλαμβάνουν τη χρήση της περίσσειας θερμότητας από κυλίνδρους σε παλινδρομική ατμομηχανή.