Как узнать мощность пластинчатого теплообменника
Расчет пластинчатого теплообменника
Сначала мы рассмотрим, какие бывают теплообменники, а потом рассмотрим формулы расчета теплообменников. И Таблицы различных теплообменников по мощностям.
В паяных теплообменниках из нержавеющей стали не нужны прокладки и прижимные плиты. Припой надежно соединяет пластины во всех точках контакта, что обеспечивает оптимальный КПД теплопередачи и высокое сопротивление давлению. Конструкция пластин рассчитана на длительный срок эксплуатации ППТ очень компактны, так как теплопередача происходит практически через весь материал, из которого они изготовлены. Они имеют небольшую массу и малый внутренний объем. Компания Альфа Лаваль предлагает широкий спектр аппаратов, которые всегда можно приспособить к конкретным требованиям заказчиков. Любые задачи, связанные с теплообменом, ППТ решают наиболее эффективным с экономической точки зрения способом.
Паяный пластинчатый теплообменник состоит из тонких гофрированных пластин из нержавеющей стали, соединенных между собой вакуумной пайкой с использованием меди или никеля в качестве припоя. Теплообменники, паянные медью, чаще всего применяются в системах теплоснабжения или кондиционирования воздуха, в то время как никельпаяные в основном предназначены для пищевой промышленности и для работы с агрессивными жидкостями.
Защита от смешения сред
В тех случаях, когда по правилам эксплуатации или по иным причинам требуется обеспечить повышенную безопасность, можно воспользоваться патентованными конструкциями паяных теплообменников с двойными стенками. В этих теплообменниках две среды отделены друг от друга двойной пластиной из нержавеющей стали. В случае внутренней протечки ее можно будет заметить на внешней стороне теплообменника, но смешения сред в любом случае не произойдет.
1-пластины; 2-стяжные болты; 3,4-передняя и задняя массивная плита; 5-патрубки для присоединения контура теплоснабжения; 6-патрубки для присоединения трубопроводов системы отопления.
Получить отдельный замкнутый (независимый) отопительный контур системы отопления, при этом получая только тепловую энергию. Расход и давление не передаются. Тепловая энергия передается за счет передачи температуры теплопередающими пластинами по разные стороны которого протекает теплоноситель (отдающий тепло и принимающий тепло). Это дает возможность изолировать свою систему отопления от центральной сети отопления. Могут быть и другие задачи.
1-подающий патрубок для отпуска тепла; 2-обратный патрубок для отпуска тепла; 3-обратный патрубок для приема тепла; 4-подающий патрубок для приема тепла; 5-канал для приема тепла; 6-канал для отпуска тепла. Стрелками указано направление движения теплоносителя.
Схема системы отопления
Каждый пластинчатый теплообменник обладает значениями, которые необходимы для расчета.
Эффективность (КПД) теплообменника находиться по формуле
На практике эти значения равны 80-85%
Какие должны быть расходы через теплообменник?
По разные стороны теплообменника имеются два независимых контура, это означает, что расходы этих контуров могут быть разными.
Чтобы найти расходы нужно знать, сколько тепловой энергии потребуется для отопления второго контура.
Например, это будет 10 кВт.
Теперь нужно посчитать необходимую площадь пластин для передачи тепловой энергии по этой формуле
Полный коэффициент теплопередачи
Чтобы решить задачу нужно познакомиться с некоторыми типами теплообменников, и на их основе производить анализ расчетов подобных тепловых обменников.
Самостоятельно сделать расчет теплообменника у Вас не получиться по одной простой причине. Все данные, которые характеризуют теплообменник скрыты от посторонних лиц. Возникает трудность найти коэффициент теплопередачи от реального расхода! И если расход будет заведомо маленьким, то и КПД теплообменника будет не достаточным!
Увеличение мощности с уменьшением расхода приводит к увеличению самого теплообменника в 3-4 раза по количеству пластин.
У каждого производителя теплообменников есть специальная программа, которая подбирает теплообменник.
Чем выше коэффициент теплопередачи, тем быстрее этот коэффициент становиться меньше из-за отложение от накипи!
Что нужно для расчета теплообменника
Поэтому неотложной операцией на подготовительном этапе является расчет теплообменника с одновременной оценкой его будущей работы в системе, к которой он будет подключен. Имея результат такого расчета, подбор теплообменника будет осуществлен наиболее правильно.
Необходимые параметры
Для того, чтобы приобрести устройство, как можно более полно удовлетворяющее заявленным требованиям, необходимо иметь данные о следующих параметрах:
1. Место установки агрегата и характеристики системы, где он будет эксплуатироваться (тепловая сеть, горячее водоснабжение, вентиляция и т.д.).
2. Тепловаянагрузка и мощность устройства (вместо тепловой нагрузки могут быть использованырасходные данные по воде).
3. Среда, в которой будет работать теплообменник.
4. Температура рабочей среды.
Проанализировав все эти параметры, можно определиться с техническими характеристиками нужного теплообменника. Расчет даст возможность подобрать конкретную конструкцию, вплоть до количества и массы пластин, материала их изготовления, уплотнений, компоновки и размеров рамы.
Алгоритм расчета.
С чего же начать расчет теплообменного устройства? Отправными сведениями для этого служит объем подогреваемой среды, а также разница температур между контактирующими веществами.
Для расчета мощности теплообменного агрегата используется уравнение P = 1,16∆Т / (tV), составные части которого означают следующие величины:
· Р – требуемая мощность;
· 1,16 – рассчитанная постоянная (не изменяется);
· ∆Т – разница показателей температуры;
· t и V – показатели времени и объема.
Также для расчета имеют большое значение такие показатели:
· расход воды, проходящей через аппарат;
· коэффициент передачи тепла;
· температурная разница между рабочими веществами.
Эти величины рассчитываются путем решения уравнений теплового баланса.
Тепловой баланс можно отобразить в видеQ = Q1 = Q2, в котором величина Q означает количество теплоты, передаваемое теплоносителем (в ваттах).
Отсюда получается, что Q1 = G1c1•(t1н – t1к) и Q2 = G2c2•(t2к – t2н), где:
· G1,2 – расход воды в устройстве, (кг/ч);
· с1,2 – теплоемкости горячего и холодного теплоносителя (Дж/кг•град);
· t1,2 н – начальная температура горячего и холодного теплоносителя (°C);
· t1,2 к – конечная температура горячего и холодного теплоносителей (°C).
Откуда же можно получить требуемыеданные для проведения расчета баланса по теплу? Таких источников несколько:
· технические условия предприятия – изготовителя;
· технические задания конструктора и технолога;
· в составленном проекте тепловой системы или в тепловом пункте, где она установлена;
· в договорных документах на обеспечение теплом с поставщиком.
Приведенные расчеты отличаются довольно большой сложностью, ошибиться в них крайне нежелательно. Это может привести к неприятностям и дополнительным материальным затратам в дальнейшем. Качественнее всего проведет тепловые расчеты специалист, имеющий опыт в этой области.В ходе расчета им используются специальные формулы, учитывающие все особенности работы будущей системы. По окончанию проведения расчетов клиенту выдается официальный лист с изложенным порядком расчета и результатом, по которому делается вывод о пригодности работы данного аппарата в конкретной системе.
Общие принципы устройства схем теплоснабжения
Система теплоснабжения представляет собой систему транспортировки тепловой энергии (в виде нагретой воды или пара) от источника тепловой энергии к ее потребителю.
Система теплоснабжения в основном состоит из трех частей: источник тепла, потребитель тепла, тепловая сеть — служащая для транспортировки тепла от источника к потребителю.
Роль элементов схемы:
Температурные графики
В нашей стране принято качественное регулирование отпуска теплоты потребителям. Т. е. не изменяя расход теплоносителя через теплопотребляющую систему, изменяется разность температур на входе и на выходе системы.
Это достигается изменением температуры в подающем трубопроводе в зависимости от температуры наружного воздуха. Чем ниже температура наружного воздуха, тем выше температура в подающем трубопроводе. Соответственно температура обратного трубопровода также изменяется по этой зависимости. И все системы потребляющие тепло проектируются с учетом этих требований.
Графики зависимости температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе называются температурным графиком системы теплоснабжения.
Температурный график устанавливается источником теплоснабжения в зависимости от его мощности, требований тепловых сетей, требований потребителей. Температурные графики называются по максимальным температурам в подающем и обратном трубопроводах: 150/70, 95/70 …
Срезка графика в верхней части — когда у котельной не хватает мощности.
Срезка графика в нижней части — для обеспечения работоспособности систем ГВС.
Если требуемую температуру в подающем трубопроводе обеспечивает источник тепла, то требуемую температуру в обратном трубопроводе обеспечивает потребитель тепла своей теплопотребляющей системой. Если происходит завышение температуры обратной воды от потребителя, то это означает неудовлетворительную работу его системы и влечет за собой штрафы т. к. приводит к ухудшению работы источника тепла. При этом снижается его КПД. Поэтому существуют специальные контролирующие организации, которые отслеживают, чтобы теплопотребляющие системы потребителей выдавали температуру обратной воды по температурному графику или ниже. Однако в некоторых случаях подобное завышение допускается, напр. при установке отопительных теплообменников.
График 150/70 позволят передавать тепло от источника тепла с меньшими расходами теплоносителя, однако в домовые системы отопления нельзя подавать теплоноситель с температурой выше 105°С. Поэтому производят понижение графика, например на 95/70. Понижение производится установкой теплообменника либо подмесом обратной воды в подающий трубопровод.
Гидравлика тепловых сетей
Циркуляция воды в системах теплоснабжения производится сетевыми насосами на котельных и тепловых пунктах. Так как протяженность трасс достаточно велика то разность давления в подающем и обратном трубопроводах, которую создает насос, уменьшается с удалением от насоса.
Из рисунка видно, что для наиболее удаленного потребителя самый малый располагаемый перепад давления. Т. е. для нормальной работы его теплопотребляющих систем необходимо чтобы они имели самое малое гидравлическое сопротивление для обеспечения требуемого расхода воды через них.
Расчет пластинчатых теплообменников для систем отопления
Приготовление отопительной воды может происходить путем нагрева в теплообменнике.
Особенностью расчета теплообменника для системы отопления является завышенная температура обратной воды по греющей стороне. Это допускается специально т. к. любой поверхностный теплообменник принципиально не может охладить обратную воду до температуры графика, если по нагреваемой стороне на вход в теплообменник поступает вода с температурой графика. Обычно допускается разница 5—15°С.
Расчет пластинчатых теплообменников для систем ГВС
Расчетная нагрузка для систем ГВС определяется исходя из наличия на объекте, где устанавливаются теплообменники аккумуляторных баков.
При отсутствии баков расчет пластинчатых теплообменников производится на максимальную нагрузку. Т. е. теплообменники должны обеспечивать нагрев воды и при максимальном водоразборе.
При наличии аккумуляторных баков пластинчатые теплообменники рассчитываются на среднечасовую нагрузку. Аккумуляторные баки пополняются постоянно и компенсируют пиковый водоразбор. Теплообменники должны обеспечивать только подпитку баков.
Соотношение максимальной и среднечасовой нагрузок достигает в некоторых случаях 4—5 раз.
Обращаем Ваше внимание, что расчет пластинчатых теплообменников удобно производить в собственной расчетной программе «Ридан».
Расчет теплообменника пластинчатого
Расчет пластинчатого теплообменника – это процесс технических расчетов, предназначенный для поиска желаемого решения в теплоснабжении и его осуществления.
Данные теплообменника, которые нужны для технического расчета:
Для расчета данных также понадобятся:
Подробнее об исходных данных для расчета
Подбор и расчет стоимости теплообменника удобным для вас способом
Получить консультацию
Рассчитаем по параметрам
Делаем расчёт точно и профессионально, без всяких манипуляций
Есть готовый расчет теплообменника?
Рассчитаем стоимость по номеру расчета, серийному номеру, расчетному листу, спецификации, по шильдику теплообменника
Откуда взять расчетные данные для ПТО?
Расчетные данные (нагрузки, давления, температурные графики) выдаются теплоснабжающими организациями (тепловыми сетями, котельными) в виде пояснительных записок, Технических условий (ТУ).
Также эти данные вы можете взять из договора с теплоснабжающей организацией, или из проекта модернизации или переоборудования ИТП, УУТО. Если у вас остались вопросы по данным для расчета, то можно обратиться к менеджеру за консультацией.
ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС
и наш специалист поможет подобрать оборудование
Виды технического расчета теплообменного оборудования
Тепловой расчет
Данные теплоносителей при техническом расчете оборудования должны быть обязательно известны. Среди этих данных должны быть: физико-химические свойства, расход и температуры (начальная и конечная). Если данные одного из параметров не известны, то его определяют с помощью теплового расчета.
Тепловой расчет предназначен для определения основных характеристик устройства, среди которых: расход теплоносителя, коэффициент теплоотдачи, тепловая нагрузка, средняя разница температур. Находят все эти параметры с помощью теплового баланса.
Давайте рассмотрим пример общего расчета.
В аппарате теплообменника тепловая энергия циркулирует от одного потока к другому. Это происходит в процессе нагрева или охлаждения.
Q – количество теплоты передаваемое или принимаемое теплоносителем [Вт],
Gг,х – расход горячего и холодного теплоносителей [кг/ч];
сг,х – теплоемкости горячего и холодного теплоносителей [Дж/кг·град];
tг,х н – начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
tг,х к – конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
При этом, учитывайте, что количество входящей и выходящей теплоты во много зависит от состояния теплоносителя. Если в процессе работы состояние стабильно, то расчет производим по формуле выше. Если хоть один теплоноситель меняет свое агрегатное состояние, то расчет входящего и выходящего тепла стоит производить по формуле ниже:
r – теплота конденсации [Дж/кг];
сп,к – удельные теплоемкости пара и конденсата [Дж/кг·град];
tк – температура конденсата на выходе из аппарата [°C].
Первый и третий члены стоит исключать из правой части формулы, если конденсат не охлаждается. Исключив эти параметры, формула будет иметь следующее выражение:
Благодаря данной формуле определяем расход теплоносителя:
Формула для расхода, если нагрев идет паром:
G – расход соответствующего теплоносителя [кг/ч];
Q – количество теплоты [Вт];
с – удельная теплоемкость теплоносителей [Дж/кг·град];
r – теплота конденсации [Дж/кг];
tг,х н – начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
tг,х к – конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C].
Основная сила теплообмена – разница между его составляющими. Это связано с тем, что проходя теплоносители, температура потока меняется, в связи с этим меняются и показатели разницы температур, поэтому для подсчетов стоит использовать среднестатистическое значение. Разницу температур в обоих направлениях движения можно высчитать с помощью среднелогарифмического:
δст – толщина стенки [мм];
λст – коэффициент теплопроводности материала стенки [Вт/м·град];
α1,2 – коэффициенты теплоотдачи внутренней и внешней стороны стенки [Вт/м 2 ·град];
Rзаг – коэффициент загрязнения стенки.
Конструктивный расчет
В данном виде расчета, существуют два подвида: расчет подробный и ориентировочный.
Расчет ориентировочный предназначен для определения поверхности теплообменника, размера его проходного сечения, поиска приближенных коэффициентов значения теплообмена. Последняя задача выполняется с помощью справочных материалов.
Ориентировочный расчет поверхности теплообмена производят благодаря следующим формулам:
F = Q/ k·∆tср [м 2 ]
Размер проходного сечения теплоносителей определяют из формулы:
S = G/(w·ρ) [м 2 ]
G – расход теплоносителя [кг/ч];
(w·ρ) – массовая скорость потока теплоносителя [кг/ м 2 ·с]. Для расчета скорость потока принимают исходя из типа теплоносителей:
| Вид теплоносителя | Скорость потока, м/с | |||||||
| Вязкие жидкости | 0,636 · (∆Pгр/∆Pнагр) 0,364 · (1000 – t нагр ср/ 1000 – tгр ср) Gгр, нагр – расход теплоносителей [кг/ч]; Если соотношение Хгр/Хнагр будет меньше двух, то выбираем компоновку симметрическую, если больше двух – несимметричную. Ниже представлена формула, по которой высчитываем количество каналов среды: Gнагр – расход теплоносителя [кг/ч]; Гидравлический расчетТехнологические потоки, проходя через теплообменное оборудование, теряют напор или давление потоков. Это связано с тем, что каждый аппарат имеет собственное гидравлическое сопротивление. Формула, используемая для нахождения гидравлического сопротивления, которое создают аппараты теплообмена: ∆pп – потери давления [Па]; ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС |
| Горячая сторона | Холодная сторона | |
| Т1/Т2 | 135/9 ℃ | 40/70 ℃ |
| Расход | 100т/ч |
Вот так мы с вами нашли неизвестный нам ранее массовый расход среды холодного контура, имея лишь параметры горячего.
Как рассчитать пластинчатый теплообменник (видео)
Расчет пластинчатого теплообменника. 3 реальных примера из практики.
Поговорим о расчетах теплообменников, это довольно непростой процесс, как бы ни казалось с первого взгляда. Сложность, как всегда кроется в деталях. При общении с заказчиками, мы часто слышим 3 основных вопроса:
Кажется все очень просто, посчитал теплообменник, уточнил сроки изготовления, договорился о приемлемой цене и готово. Но, на практике все выглядит немного сложнее…
Итак, мы получили заявку на подбор теплообменника – что происходит дальше? Первое общение с заказчиком – это звонок по телефону. Цель этого звонка, выяснить, какие данные есть у заказчика для расчета теплообменника. В обязательном порядке, за клиентом закрепляется инженер. Его задача определить параметры для расчета:
Эти параметры может предоставить заказчик, заполнив опросный лист или просто сообщив их нам. Очень часто, данных не достаточно для расчета. В таком случае, наш инженер начинает работать с организациями и людьми, которые имеют прямое отношение к разработке тех. условий, при которых будет эксплуатироваться теплообменник (проектные институты, поставщики тепла, специалисты на объектах и т.д.). При этом он самостоятельно выясняет недостающие параметры и приступает к расчету теплообменника.
Для расчета используются специальные программы. Их разрабатывают ведущие производители теплообменных аппаратов. Собранные технические параметры вносятся в программу, где происходит расчет аппарата.
Программа для расчета пластинчатых теплообменников
Мы подошли к этапу, когда все данные собраны и занесены в программу. Какой результат мы получим?
Для этого предлагаю рассмотреть реальный пример из нашей практики. К нам обратился заказчик из г. Волгограда. Он поставил задачу рассчитать пластинчатый теплообменник для системы отопления многоквартирного жилого дома. По техническому заданию теплообменник должен обладать следующими параметрами:
Наш инженер внес эти параметры в программу расчета. В результате мы получили теплообменный аппарат SN14-37. Расчет состоит из теплофизической части и чертежа теплообменника.
.jpg)
.jpg)
Мы используем только сертифицированные программы для подбора теплообменников. Благодаря этому можем гарантировать 100% правильность расчета.
Расчет теплообменника занимает от 15 до 30 минут. Сложные случаи применения, такие как: агрессивные среды, мощность более 5 МВт., теплообменники с нестандартными патрубками и т. д. могут занимать до 3-4 часов.
После того как расчет будет выполнен, наш специалист направит вам на согласование:
Мы проводим более 25 расчетов теплообменников в день. Эти расчеты затрагивают различные сферы применения, от стандартных (ГВС, отопление, теплый пол), до таких экзотических, как нагрев воды в аквариуме, майнинг и охлаждение воды в бассейне с моржом.
Давайте рассмотрим 3 примера расчета теплообменных аппаратов, выполненных для различных инженерных систем. Выясним особенности расчета каждого варианта.
.jpg)
3. Теплообменник для нагрева бассейна
Расчет теплообменника для бассейна проводится по следующим основным параметрам: объем бассейна, площадь зеркала воды, открытый или закрытый бассейн и т.д. Эти данные позволяют определить мощность теплообменного аппарата. Давайте рассмотрим пример расчета теплообменника для нагрева воды в бассейне объемом 150 м3.
.jpg)
В заключение, мы вынесем основные тезисы, которые помогут вам при подборе теплообменника:
Надеемся, информация, изложенная в статье, поможет вам при выборе теплообменника. Если у вас возникнут какие-то сложности и вопросы – мы всегда готовы помочь. Наши специалисты объяснят, какие данные необходимы для расчета и помогут их правильно определить.
Если вы не нашли ответа на свой вопрос в нашей статье или
вам необходим подбор теплообменника, обращайтесь к нам:
ТЕЛЕФОН: +7 (800) 301-02-65 (бесплатный номер)
8-902-403-22-00 (WhatsApp, Viber)
АДРЕС: Россия, г. Краснодар, ул. Дзержинского 94/1
