El cálculo del intercambiador de calor actualmente no lleva más de cinco minutos. Cualquier organización que fabrique y venda dicho equipo, por regla general, proporciona a todos su propio programa de selección. Puede descargarlo gratis desde el sitio web de la compañía, o su técnico vendrá a su oficina y lo instalará gratis. Sin embargo, ¿qué tan correcto es el resultado de tales cálculos? ¿Es posible confiar en él y el fabricante no es astuto al pelear en una licitación con sus competidores? Verificar una calculadora electrónica requiere conocimiento o al menos comprensión de la metodología de cálculo de los intercambiadores de calor modernos. Intentemos averiguar los detalles.
Que es un intercambiador de calor
Antes de calcular el intercambiador de calor, recordemos, ¿qué tipo de dispositivo es? Un aparato de intercambio de calor y masa (también conocido como intercambiador de calor, también conocido como intercambiador de calor o TOA) es un dispositivo para transferir calor de un portador de calor a otro. En el proceso de cambiar las temperaturas de los refrigerantes, también cambian sus densidades y, en consecuencia, los indicadores de masa de las sustancias. Es por eso que tales procesos se denominan transferencia de calor y masa.
Conceptos básicos de transferencia de calor para el cálculo.
Los intercambiadores de calor se calculan utilizando información básica sobre las leyes de intercambio de calor.
En este artículo, veremos algunos de los conceptos utilizados en dichos cálculos.
- Calor especifico es la cantidad de energía térmica necesaria para calentar 1 kilogramo de una sustancia por 1 grado Celsius. Según la información sobre la capacidad calorífica, se muestra cuánto calor se acumula. Para los cálculos de energía térmica, el valor promedio de la capacidad calorífica se toma en un cierto rango de indicadores de temperatura.
- La cantidad de energía térmica requerida para calentar 1 kg de una sustancia desde cero hasta la temperatura requerida se llama entalpía específica.
- Calor específico de transformaciones químicas es la cantidad de energía térmica liberada en el proceso de transformación química de cualquier unidad de peso de una sustancia.
- Calor específico de transformaciones de fase determina la cantidad de energía térmica absorbida o liberada durante la transformación de cualquier unidad de masa de una sustancia de sólido a líquido, de líquido a gaseoso en estado de agregación, etc.
Una calculadora en línea para calcular un intercambiador de calor lo ayudará a obtener una solución en 15 minutos. O puede usar la teoría para un intercambiador de calor de placas, que se describe a continuación en este artículo, y hacer los cálculos necesarios usted mismo.
Tipos de transferencia de calor
Ahora hablemos de los tipos de transferencia de calor: solo hay tres de ellos. Radiación: la transferencia de calor a través de la radiación. Como ejemplo, puede pensar en tomar el sol en la playa en un cálido día de verano. Y estos intercambiadores de calor incluso se pueden encontrar en el mercado (calentadores de aire de tubo). Sin embargo, la mayoría de las veces para calentar viviendas, habitaciones de un apartamento, compramos radiadores de aceite o eléctricos. Este es un ejemplo de otro tipo de transferencia de calor: la convección. La convección puede ser natural, forzada (campana extractora y recuperador en la caja) o inducida mecánicamente (con ventilador, por ejemplo). El último tipo es mucho más eficiente.
Sin embargo, la forma más eficiente de transferir calor es la conductividad térmica o, como también se le llama, conducción (del inglés conducción - "conducción"). Cualquier ingeniero que vaya a realizar un cálculo térmico de un intercambiador de calor, ante todo, piensa en elegir equipos eficientes en las dimensiones más pequeñas posibles.Y esto se consigue precisamente gracias a la conductividad térmica. Un ejemplo de esto es el TOA más eficiente de la actualidad: los intercambiadores de calor de placas. Plate TOA, por definición, es un intercambiador de calor que transfiere calor de un refrigerante a otro a través de la pared que los separa. La máxima área de contacto posible entre dos soportes, junto con los materiales correctamente seleccionados, el perfil de las placas y su espesor, permite minimizar el tamaño del equipo seleccionado manteniendo las características técnicas originales requeridas en el proceso tecnológico.
Tipos de intercambiadores de calor
Antes de calcular el intercambiador de calor, se determinan con su tipo. Todos los TOA se pueden dividir en dos grandes grupos: intercambiadores de calor recuperativos y regenerativos. La principal diferencia entre ellos es la siguiente: en el TOA recuperativo, el intercambio de calor ocurre a través de una pared que separa dos refrigerantes, y en el TOA regenerativo, los dos medios tienen contacto directo entre sí, a menudo mezclándose y requiriendo separación posterior en separadores especiales. Los intercambiadores de calor regenerativos se dividen en intercambiadores de calor de mezcla e intercambiadores de calor con empaquetadura (estacionarios, descendentes o intermedios). En términos generales, un balde de agua caliente en el frío, o un vaso de té caliente para enfriar en el refrigerador (¡nunca hagas eso!) Es un ejemplo de este tipo de mezcla TOA. Y al verter té en un platillo y enfriarlo de esta manera, obtenemos un ejemplo de un intercambiador de calor regenerativo con una boquilla (el platillo en este ejemplo desempeña el papel de una boquilla), que primero contacta con el aire ambiente y toma su temperatura. , y luego toma parte del calor del té caliente vertido en él., buscando llevar ambos medios a un equilibrio térmico. Sin embargo, como ya hemos descubierto anteriormente, es más eficiente usar la conductividad térmica para transferir calor de un medio a otro, por lo tanto, los TOA que son más útiles en términos de transferencia de calor (y ampliamente utilizados) hoy son, por supuesto, recuperativo.
Ejemplo de cálculo de intercambiador de calor
Para calcular la potencia requerida (Q0), se utiliza la fórmula de equilibrio térmico. Aquí casarse actúa como una capacidad calorífica específica (valor tabular). Para simplificar los cálculos, puede tomar el nivel reducido de capacidad calorífica
Debe tenerse en cuenta que de acuerdo con la fórmula, independientemente del lado en el que se realiza el cálculo.
A continuación, debe encontrar el área de superficie requerida según la ecuación básica de transferencia de calor, donde k es el coeficiente de transferencia de calor, y ΔTav log. - cabeza de temperatura logarítmica media, calculada mediante la fórmula:
Con un coeficiente de transferencia de calor incierto, un intercambiador de calor de placas se calcula utilizando un método más complejo. La fórmula se puede utilizar para calcular el criterio de Reynolds.
Habiendo encontrado en la tabla el valor del criterio de Prandtl que necesitamos, podemos calcular el criterio de Nusselt de la fórmula, donde n = 0,3 - al enfriar el líquido, n = 0,4 - al calentar el líquido.
Además, según la fórmula, puede calcular el coeficiente de transferencia de calor desde cualquier portador de calor a la pared y, de acuerdo con la fórmula, determinar el coeficiente de transferencia de calor sustituido en la fórmula, con el que se calcula el área de superficie de transferencia de calor.
Cálculo térmico y estructural
Cualquier cálculo de un intercambiador de calor recuperativo se puede realizar basándose en los resultados de los cálculos térmicos, hidráulicos y de resistencia. Son fundamentales, obligatorios en el diseño de nuevos equipos y forman la base de la metodología de cálculo para posteriores modelos de la línea del mismo tipo de aparato. La tarea principal del cálculo térmico de TOA es determinar el área requerida de la superficie de intercambio de calor para un funcionamiento estable del intercambiador de calor y mantener los parámetros requeridos del medio en la salida.Muy a menudo, en tales cálculos, los ingenieros reciben valores arbitrarios de las características de masa y tamaño del equipo futuro (material, diámetro de la tubería, dimensiones de la placa, geometría de la viga, tipo y material de aleteo, etc.), por lo tanto, después de la térmico, se suele realizar un cálculo constructivo del intercambiador de calor. De hecho, si en la primera etapa el ingeniero calculó el área de superficie requerida para un diámetro de tubería dado, por ejemplo, 60 mm, y la longitud del intercambiador de calor resultó ser de aproximadamente sesenta metros, entonces es más lógico suponer un transición a un intercambiador de calor de múltiples pasos, o al tipo de carcasa y tubos, o para aumentar el diámetro de los tubos.
Cálculo hidráulico
Se realizan cálculos hidráulicos o hidromecánicos, así como aerodinámicos con el fin de determinar y optimizar las pérdidas de presión hidráulica (aerodinámica) en el intercambiador de calor, así como calcular los costes energéticos para superarlas. El cálculo de cualquier camino, canal o tubería para el paso del refrigerante plantea una tarea principal para una persona: intensificar el proceso de transferencia de calor en esta área. Es decir, un medio debe transferir y el otro debe recibir la mayor cantidad de calor posible en el intervalo mínimo de su flujo. Para ello, a menudo se utiliza una superficie de intercambio de calor adicional, en forma de nervadura de superficie desarrollada (para separar la subcapa laminar límite y mejorar la turbulización del flujo). La relación de equilibrio óptima de pérdidas hidráulicas, área de superficie de intercambio de calor, características de peso y tamaño y potencia térmica eliminada es el resultado de una combinación de cálculo térmico, hidráulico y constructivo de TOA.
Cálculo de verificación
El cálculo del intercambiador de calor se lleva a cabo en el caso de que sea necesario dejar un margen para la potencia o para el área de la superficie de intercambio de calor. La superficie está reservada por varias razones y en diferentes situaciones: si esto es requerido de acuerdo con los términos de referencia, si el fabricante decide agregar un margen adicional para asegurarse de que dicho intercambiador de calor entrará en funcionamiento y minimizar errores cometidos en los cálculos. En algunos casos, se requiere redundancia para redondear los resultados de las dimensiones de diseño, en otros (evaporadores, economizadores), se introduce especialmente un margen de superficie en el cálculo de la capacidad del intercambiador de calor de contaminación con aceite de compresor presente en el circuito de refrigeración. Y hay que tener en cuenta la baja calidad del agua. Después de algún tiempo de funcionamiento ininterrumpido de los intercambiadores de calor, especialmente a altas temperaturas, las incrustaciones se depositan en la superficie de intercambio de calor del aparato, lo que reduce el coeficiente de transferencia de calor y conduce inevitablemente a una disminución parásita de la eliminación de calor. Por lo tanto, un ingeniero competente, al calcular un intercambiador de calor de agua a agua, presta especial atención a la redundancia adicional de la superficie de intercambio de calor. El cálculo de verificación también se realiza para ver cómo funcionará el equipo seleccionado en otros modos secundarios. Por ejemplo, en los acondicionadores de aire centrales (unidades de suministro de aire), los calentadores de la primera y segunda calefacción, que se utilizan en la estación fría, se utilizan a menudo en el verano para enfriar el aire entrante suministrando agua fría a los tubos del aire. intercambiador de calor. Cómo funcionarán y qué parámetros darán le permite evaluar el cálculo de verificación.
Datos requeridos
Para calcular el intercambiador de calor, es necesario proporcionar los siguientes datos:
- temperaturas de entrada y salida en ambos circuitos. Cuanto mayor sea la diferencia entre ellos, menores serán las dimensiones y el precio de un intercambiador de calor adecuado;
- el nivel máximo de presión y temperatura del medio de trabajo. Cuanto más bajos sean los parámetros, más barata será la unidad;
- indicador del caudal másico del refrigerante en ambos circuitos. Determina el rendimiento de las unidades.El consumo de agua se indica con mayor frecuencia. Si multiplica las cifras de rendimiento y densidad, obtiene el flujo másico total;
- potencia térmica (carga). Determina la cantidad de calor que emite la unidad. El cálculo de la carga térmica del intercambiador de calor se realiza de acuerdo con la fórmula P = m × cp × δt, donde m significa el caudal del medio, cp es la capacidad calorífica específica y δt es la diferencia de temperatura en el entrada y salida del circuito.
Para calcular la transferencia de calor del intercambiador de calor, se deberán tener en cuenta características adicionales. El tipo de medio de trabajo y su índice de viscosidad determinan el material del intercambiador de calor. Necesitará datos sobre la temperatura media (calculada por la fórmula) y sobre el nivel de contaminación del entorno de trabajo. Este último parámetro rara vez se tiene en cuenta, ya que solo se requiere en casos excepcionales.
El cálculo de la potencia del intercambiador de calor requiere información precisa sobre los parámetros anteriores. La información se puede obtener del TU o del contrato de la organización de suministro de calor, así como del TOR del ingeniero.
Cálculos de investigación
Los cálculos de investigación de TOA se llevan a cabo sobre la base de los resultados obtenidos de los cálculos térmicos y de verificación. Por lo general, deben realizar las últimas modificaciones en el diseño del aparato proyectado. También se realizan con el fin de corregir las ecuaciones establecidas en el modelo de cálculo TOA implementado, obtenido empíricamente (según datos experimentales). La realización de cálculos de investigación implica decenas y, a veces, cientos de cálculos de acuerdo con un plan especial desarrollado e implementado en producción de acuerdo con la teoría matemática de la planificación de experimentos. Según los resultados, se revela la influencia de diversas condiciones y cantidades físicas en los indicadores de rendimiento de TOA.
Otros calculos
Al calcular el área del intercambiador de calor, no se olvide de la resistencia de los materiales. Los cálculos de resistencia TOA incluyen verificar la unidad diseñada para tensión, torsión, para aplicar los momentos operativos máximos permisibles a las partes y ensamblajes del futuro intercambiador de calor. Con dimensiones mínimas, el producto debe ser duradero, estable y garantizar un funcionamiento seguro en diversas condiciones de funcionamiento, incluso las más estresantes.
El cálculo dinámico se lleva a cabo para determinar las diversas características del intercambiador de calor en modos variables de su funcionamiento.
Intercambiadores de calor de tubo en tubo
Consideremos el cálculo más simple de un intercambiador de calor de tubería en tubería. Estructuralmente, este tipo de TOA se simplifica tanto como sea posible. Como regla general, se permite un portador de calor caliente en el tubo interior del aparato para minimizar las pérdidas, y se lanza un portador de calor de enfriamiento a la carcasa o al tubo exterior. La tarea del ingeniero en este caso se reduce a determinar la longitud de dicho intercambiador de calor en función del área calculada de la superficie de intercambio de calor y los diámetros dados.
Cabe agregar aquí que en termodinámica se introduce el concepto de intercambiador de calor ideal, es decir, un aparato de longitud infinita, donde los refrigerantes trabajan en contracorriente, y la diferencia de temperatura se dispara por completo entre ellos. El diseño de tubo en tubo es el que más se acerca a cumplir con estos requisitos. Y si hace funcionar los refrigerantes en un contraflujo, entonces será el llamado "contraflujo real" (y no el flujo cruzado, como en la placa TOA). El cabezal de temperatura se activa de manera más eficiente con tal organización de movimiento. Sin embargo, al calcular un intercambiador de calor de tubería en tubería, uno debe ser realista y no olvidarse del componente logístico, así como de la facilidad de instalación. La longitud del eurotruck es de 13,5 metros, y no todas las salas técnicas están adaptadas al arrastre e instalación de equipos de esta longitud.
Diagramas de conexión
Un intercambiador de calor que opera según el principio de agua a agua tiene varios esquemas de conexión diferentes, sin embargo, los circuitos de tipo primario están montados en las tuberías de distribución de la red de calefacción (puede ser privado o vendido por los servicios de la ciudad) y el tipo secundario Los circuitos están montados en la tubería de suministro de agua.
La mayoría de las veces, depende solo de las decisiones sobre el proyecto qué tipo de conexión se permite utilizar. Además, el esquema de instalación y su selección se basan en las normas de "Diseño de unidades de calefacción" y en el estándar de empresa conjunta con el número 41-101-95. Si la relación y la diferencia entre el flujo de calor de agua máximo posible para el suministro de agua caliente y el flujo de calor para calefacción se determina en el rango de ≤0.2 a ≥1, entonces la base es un diagrama de conexión en una etapa, y si es de 0.2≤ a ≤1, luego de dos grados ...
Estándar
El esquema más simple y rentable de implementar es el paralelo. Con este esquema, los intercambiadores de calor se montan en serie con respecto a las válvulas de control, es decir, la válvula de cierre, así como en paralelo a toda la red de calefacción. Para lograr el máximo intercambio de calor dentro del sistema, se requieren altas tasas de consumo de portadores de calor.
Esquema de dos etapas
Sistema mixto de dos etapas
Si usa un esquema de dos etapas, entonces con él, el agua se calienta en un par de dispositivos independientes o en una instalación monobloque. Es importante recordar que el esquema de instalación y su complejidad dependerán de la configuración general de la red. Por otro lado, con un esquema de dos etapas, el nivel de eficiencia de todo el sistema aumenta y el consumo de portadores de calor también disminuye (hasta aproximadamente un 40 por ciento).
Con este esquema, la preparación del agua se realiza en dos pasos. Durante el primer paso, se aplica energía térmica, calentando el agua a 40 grados, y durante el segundo paso, el agua se calienta a 60 grados.
Conexión de tipo serie
Esquema secuencial de dos etapas
Dicho esquema se implementa en el marco de uno de los dispositivos para el intercambio de calor del suministro de agua caliente, y este tipo de intercambiador de calor tiene un diseño mucho más complicado en comparación con los esquemas estándar. También costará mucho más.
Intercambiadores de calor de carcasa y tubos
Por lo tanto, muy a menudo el cálculo de dicho aparato fluye suavemente hacia el cálculo de un intercambiador de calor de carcasa y tubos. Este es un aparato en el que un haz de tuberías se ubica en una sola carcasa (carcasa), lavada con varios refrigerantes, según el propósito del equipo. En los condensadores, por ejemplo, el refrigerante se introduce en la camisa y el agua en las tuberías. Con este método de mover los medios, es más conveniente y eficiente controlar el funcionamiento del aparato. En los evaporadores, por el contrario, el refrigerante hierve en los tubos, y al mismo tiempo son lavados por el líquido enfriado (agua, salmueras, glicoles, etc.). Por lo tanto, el cálculo de un intercambiador de calor de carcasa y tubos se reduce a minimizar el tamaño del equipo. Mientras juega con el diámetro de la carcasa, el diámetro y número de tubos internos y la longitud del aparato, el ingeniero alcanza el valor calculado del área de la superficie de intercambio de calor.
Determinación del coeficiente de transferencia de calor.
Para los cálculos preliminares de los equipos de intercambio de calor y varios tipos de verificaciones, se utilizan valores aproximados de los coeficientes, estandarizados para ciertas categorías:
- coeficientes de transferencia de calor para el proceso de condensación de vapor de agua: de 4000 a 15000 W / (m2K);
- coeficientes de transferencia de calor para el agua que se mueve a través de tuberías: de 1200 a 5800 W / (m2K);
- coeficientes de transferencia de calor del condensado vaporoso al agua: de 800 a 3500 W / (m2K).
El cálculo exacto del coeficiente de transferencia de calor (K) se realiza de acuerdo con la siguiente fórmula:
En esta fórmula:
- α1 es el coeficiente de transferencia de calor para el medio de calentamiento (expresado en W / (m2K));
- α2 es el coeficiente de transferencia de calor para el portador de calor calentado (expresado en W / (m2K));
- δst - parámetro del espesor de la pared de la tubería (expresado en metros);
- λst - coeficiente de conductividad térmica del material utilizado para la tubería (expresado en W / (m * K)).
Tal fórmula da un resultado "ideal", que generalmente no corresponde al 100% al estado real de las cosas. Por lo tanto, se agrega otro parámetro a la fórmula: Rzag.
Este es un indicador de la resistencia térmica de varios contaminantes que se forman en las superficies de calentamiento de la tubería (es decir, incrustaciones ordinarias, etc.)
La fórmula del indicador de contaminación se ve así:
R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2
En esta fórmula:
- δ1 es el espesor de la capa de sedimento en el lado interior de la tubería (en metros);
- δ2 es el espesor de la capa de sedimento en el exterior de la tubería (en metros);
- λ1 y λ2 son los valores de los coeficientes de conductividad térmica para las correspondientes capas de contaminación (expresados en W / (m * K)).
Intercambiadores de calor de aire
Uno de los intercambiadores de calor más comunes en la actualidad son los intercambiadores de calor tubulares con aletas. También se les llama bobinas. Donde no estén instalados, comenzando por las unidades fan coil (del inglés fan + coil, es decir, "fan" + "coil") en los bloques internos de los sistemas split y terminando con recuperadores gigantes de gases de combustión (extracción de calor de los gases de combustión calientes y transferirlo para necesidades de calefacción) en plantas de calderas en CHP. Es por eso que el diseño de un intercambiador de calor de serpentín depende de la aplicación donde el intercambiador de calor entrará en funcionamiento. Los enfriadores de aire industriales (VOP) instalados en cámaras de congelación rápida de carne, en congeladores de bajas temperaturas y en otras instalaciones de refrigeración de alimentos requieren ciertas características de diseño en su desempeño. La distancia entre las láminas (nervaduras) debe ser lo más grande posible para aumentar el tiempo de funcionamiento continuo entre los ciclos de descongelación. Los evaporadores para centros de datos (centros de procesamiento de datos), por el contrario, se fabrican lo más compactos posible, reduciendo el espacio al mínimo. Dichos intercambiadores de calor operan en "zonas limpias", rodeadas por filtros finos (hasta la clase HEPA), por lo tanto, dicho cálculo de un intercambiador de calor tubular se lleva a cabo con énfasis en minimizar las dimensiones.
Intercambiadores de calor de placas
Actualmente, los intercambiadores de calor de placas tienen una demanda estable. De acuerdo con su diseño, son completamente colapsables y semisoldados, soldados con cobre y níquel, soldados y soldados por el método de difusión (sin soldadura). El diseño térmico de un intercambiador de calor de placas es lo suficientemente flexible y no es particularmente difícil para un ingeniero. En el proceso de selección, puede jugar con el tipo de placas, la profundidad de perforación de los canales, el tipo de nervadura, el grosor del acero, diferentes materiales y, lo más importante, numerosos modelos de tamaño estándar de dispositivos de diferentes dimensiones. Estos intercambiadores de calor son bajos y anchos (para calentar agua con vapor) o altos y estrechos (intercambiadores de calor separadores para sistemas de aire acondicionado). A menudo se utilizan para medios de cambio de fase, es decir, como condensadores, evaporadores, atemperadores, precondensadores, etc. Es un poco más difícil realizar el cálculo térmico de un intercambiador de calor que funciona según un esquema de dos fases que un intercambiador de calor líquido-líquido, pero para un ingeniero experimentado, esta tarea tiene solución y no es particularmente difícil. Para facilitar tales cálculos, los diseñadores modernos utilizan bases de ingeniería informática, donde puede encontrar mucha información necesaria, incluidos diagramas del estado de cualquier refrigerante en cualquier escaneo, por ejemplo, el programa CoolPack.
Cálculo de un intercambiador de calor de placas: ¿cómo determinar los parámetros correctamente?
Principios generales del diseño de esquemas de suministro de calor.
El sistema de suministro de calor es un sistema para transportar energía térmica (en forma de agua caliente o vapor) desde una fuente de calor hasta su consumidor.
El sistema de suministro de calor consta básicamente de tres partes: una fuente de calor, un consumidor de calor y una red de calor, que sirve para transportar calor desde una fuente hasta un consumidor.
- Caldera de vapor en una cogeneración o sala de calderas.
- Intercambiador de calor en red.
- Bomba de circulación.
- Intercambiador de calor para sistema de suministro de agua caliente.
- Intercambiador de calor del sistema de calefacción.
Papel de los elementos del circuito:
- unidad de caldera: una fuente de calor, transferencia del calor de combustión del combustible al refrigerante;
- equipo de bombeo: creando una circulación del refrigerante;
- tubería de suministro: suministro de refrigerante calentado desde la fuente hasta el consumidor;
- tubería de retorno: retorno del portador de calor enfriado a la fuente del consumidor;
- Equipo de intercambio de calor: conversión de energía térmica.
Gráficos de temperatura
En nuestro país, se ha adoptado una regulación de la calidad del suministro de calor a los consumidores. Es decir, sin cambiar el caudal del refrigerante a través del sistema de consumo de calor, cambia la diferencia de temperatura en la entrada y salida del sistema.
Esto se logra cambiando la temperatura en la tubería de suministro dependiendo de la temperatura exterior. Cuanto menor sea la temperatura exterior, mayor será la temperatura de impulsión. En consecuencia, la temperatura de la tubería de retorno también cambia de acuerdo con esta relación. Y todos los sistemas que consumen calor están diseñados con estos requisitos en mente.
Los gráficos de la dependencia de la temperatura del refrigerante en las tuberías de suministro y retorno se denominan gráfico de temperatura del sistema de suministro de calor.
El programa de temperatura lo establece la fuente de suministro de calor en función de su capacidad, los requisitos de las redes de calefacción y los requisitos de los consumidores. Las curvas de temperatura se denominan según las temperaturas máximas en las tuberías de suministro y retorno: 150/70, 95/70 ...
Cortando el gráfico en la parte superior - cuando la sala de calderas no tiene suficiente capacidad.
Cortando el gráfico en la parte inferior - para asegurar la operatividad de los sistemas de ACS.
Los sistemas de calefacción funcionan principalmente según el programa 95/70 para garantizar una temperatura media en el calentador de 82,5 ° C a -30 ° C.
Si la temperatura requerida en la tubería de suministro es proporcionada por la fuente de calor, entonces el consumidor de calor proporciona la temperatura requerida en la tubería de retorno con su sistema de consumo de calor. Si hay una sobreestimación de la temperatura del agua de retorno del consumidor, esto significa el funcionamiento insatisfactorio de su sistema y conlleva multas, ya que conduce a un deterioro en el funcionamiento de la fuente de calor. Al mismo tiempo, su eficiencia disminuye. Por lo tanto, existen organizaciones de control especiales que monitorean que los sistemas de consumo de calor de los consumidores emitan la temperatura del agua de retorno de acuerdo con el programa de temperatura o menos. Sin embargo, en algunos casos, se permite tal sobreestimación, por ejemplo. al instalar intercambiadores de calor de calefacción.
El programa 150/70 permitirá la transferencia de calor desde una fuente de calor con menor consumo de portador de calor, sin embargo, un portador de calor con una temperatura superior a 105 ° C no se puede suministrar a los sistemas de calefacción de viviendas. Por lo tanto, el horario se reduce, por ejemplo, en 95/70. El descenso se lleva a cabo instalando un intercambiador de calor o mezclando agua de retorno en la tubería de suministro.
Hidráulica de la red de calefacción
La circulación de agua en los sistemas de suministro de calor se realiza mediante bombas de red en salas de calderas y puntos de calefacción. Dado que la longitud de las líneas es bastante grande, la diferencia de presión en las tuberías de suministro y retorno, que crea la bomba, disminuye con la distancia a la bomba.
Se puede ver en la figura que el consumidor más remoto tiene la menor caída de presión disponible. Es decir.para el funcionamiento normal de sus sistemas consumidores de calor, es necesario que tengan la menor resistencia hidráulica para asegurar el flujo de agua requerido a través de ellos.
Cálculo de intercambiadores de calor de placas para sistemas de calefacción.
El agua de calefacción se puede preparar calentándola en un intercambiador de calor.
Cuando cálculo de un intercambiador de calor de placas para obtener agua de calefacción, los datos iniciales se toman para el período más frío, es decir, cuando se requieren las temperaturas más altas y, en consecuencia, el consumo de calor más alto. Este es el peor de los casos para un intercambiador de calor diseñado para calefacción.
La peculiaridad de calcular un intercambiador de calor para un sistema de calefacción es una temperatura del agua de retorno sobreestimada en el lado de la calefacción. Esto se permite a propósito, ya que cualquier intercambiador de calor de superficie, en principio, no puede enfriar el agua de retorno a la temperatura del gráfico, si el agua con la temperatura del gráfico ingresa a la entrada del intercambiador de calor en el lado calentado. Por lo general, se permite una diferencia de 5-15 ° C.
Cálculo de intercambiadores de calor de placas para sistemas de ACS
Cuando cálculo de intercambiadores de calor de placas para sistemas de agua caliente Los datos iniciales se toman para el período de transición, es decir, cuando la temperatura del portador de calor de suministro es baja (generalmente 70 ° C), el agua fría tiene la temperatura más baja (2-5 ° C) y el sistema de calefacción aún está en funcionamiento: estos son los meses de mayo a septiembre. Este es el peor de los casos para el intercambiador de calor de ACS.
La carga de diseño para los sistemas de ACS se determina en función de la disponibilidad en la instalación donde están instalados los intercambiadores de calor de los tanques de almacenamiento.
En ausencia de tanques, los intercambiadores de calor de placas están diseñados para una carga máxima. Es decir, los intercambiadores de calor deben proporcionar calentamiento del agua incluso con la ingesta máxima de agua.
En presencia de tanques de almacenamiento, los intercambiadores de calor de placas están diseñados para una carga promedio por hora. Los tanques acumuladores se reponen constantemente para compensar el pico de extracción. Los intercambiadores de calor solo deben proporcionar el reabastecimiento de los tanques.
La relación de la carga horaria máxima y media en algunos casos alcanza 4-5 veces.
Tenga en cuenta que es conveniente calcular los intercambiadores de calor de placas en nuestro propio programa de cálculo "Ridan".
