Šilumokaičio apskaičiavimas šiuo metu trunka ne ilgiau kaip penkias minutes. Bet kuri organizacija, gaminanti ir parduodanti tokią įrangą, paprastai teikia kiekvienam savo pasirinkimo programą. Galite nemokamai atsisiųsti iš įmonės svetainės, arba jų technikas ateis į jūsų biurą ir nemokamai įdiegs. Tačiau kiek teisingas yra tokių skaičiavimų rezultatas, ar galima juo pasitikėti ir ar gamintojas nėra gudrus kovodamas konkurse su savo konkurentais? Norint patikrinti elektroninį skaičiuotuvą, reikia žinoti ar bent jau suprasti šiuolaikinių šilumokaičių skaičiavimo metodiką. Pabandykime išsiaiškinti detales.
Kas yra šilumokaitis
Prieš skaičiuodami šilumokaitį, prisiminkime, koks tai prietaisas? Šilumos ir masės mainų aparatas (dar žinomas kaip šilumokaitis, dar žinomas kaip šilumokaitis arba TOA) yra įtaisas šilumai perduoti iš vieno šilumnešio į kitą. Keičiant aušinimo skysčių temperatūras, keičiasi ir jų tankis bei atitinkamai medžiagų masės rodikliai. Štai kodėl tokie procesai vadinami šilumos ir masės perdavimu.
Pagrindinės šilumos perdavimo sąvokos skaičiuojant
Šilumokaičiai apskaičiuojami naudojant pagrindinę informaciją apie šilumos mainų įstatymus.
Šiame straipsnyje mes apžvelgsime kai kurias tokiuose skaičiavimuose vartojamas sąvokas.
- Specifinė šiluma yra šilumos energijos kiekis, reikalingas 1 kilogramui medžiagos įkaitinti 1 laipsniui Celsijaus. Remiantis informacija apie šilumos talpą, parodyta, kiek šilumos yra sukaupta. Skaičiuojant šilumos energiją, vidutinė šilumos talpos vertė imama tam tikrame temperatūros rodiklių diapazone.
- Vadinamas šilumos energijos kiekis, reikalingas 1 kg medžiagos pašildyti nuo nulio iki reikiamos temperatūros specifinė entalpija.
- Specifinė cheminių virsmų šiluma yra šilumos energijos kiekis, išsiskiriantis cheminės medžiagos bet kurio svorio vieneto cheminio virsmo procese.
- Fazinių virsmų savitoji šiluma nustato šilumos energijos absorbciją arba išsiskyrimą, transformuojant bet kurį medžiagos masės vienetą iš kietos į skystą, iš skystos į dujinę agregacijos būseną ir kt.
Internetinis skaičiuotuvas, skirtas apskaičiuoti šilumokaitį, padės jums rasti sprendimą per 15 minučių. Arba galite naudoti plokštelinio šilumokaičio teoriją, kuri aprašyta toliau šiame straipsnyje, ir patys atlikti reikiamus skaičiavimus.
Šilumos perdavimo tipai
Dabar pakalbėkime apie šilumos perdavimo rūšis - jų yra tik trys. Spinduliavimas - šilumos perdavimas per radiaciją. Kaip pavyzdį galite galvoti apie saulės vonias šiltą vasaros dieną. Tokių šilumokaičių galima rasti net rinkoje (vamzdiniai oro šildytuvai). Tačiau dažniausiai gyvenamosioms patalpoms, kambariams bute šildyti perkame alyvinius arba elektrinius radiatorius. Tai yra kitos šilumos perdavimo - konvekcijos - pavyzdys. Konvekcija gali būti natūrali, priverstinė (išmetimo gaubtas, o dėžutėje yra rekuperatorius) arba mechaniškai sukeltas (pavyzdžiui, su ventiliatoriumi). Pastarasis tipas yra daug efektyvesnis.
Tačiau efektyviausias šilumos perdavimo būdas yra šilumos laidumas arba, kaip jis dar vadinamas, laidumas (iš anglų kalbos laidumo - „laidumas“). Bet kuris inžinierius, kuris ketina atlikti šilumokaičio šiluminį skaičiavimą, pirmiausia galvoja apie efektyvios įrangos pasirinkimą kuo mažesniais matmenimis.Tai pasiekiama būtent dėl šilumos laidumo. To pavyzdys yra šiandien efektyviausias TOA - plokšteliniai šilumokaičiai. Plokštė TOA pagal apibrėžimą yra šilumokaitis, perduodantis šilumą iš vieno aušinimo skysčio į kitą juos skiriančia siena. Didžiausias galimas kontaktų plotas tarp dviejų terpių kartu su teisingai parinktomis medžiagomis, plokščių profiliu ir jų storiu leidžia sumažinti pasirinktos įrangos dydį, išlaikant originalias technines charakteristikas, reikalingas technologiniam procesui.
Šilumokaičių tipai
Prieš apskaičiuojant šilumokaitį, jie nustatomi pagal jo tipą. Visus TOA galima suskirstyti į dvi dideles grupes: rekuperacinius ir regeneracinius šilumokaičius. Pagrindinis skirtumas tarp jų yra toks: rekuperaciniame TOA šiluma keičiasi per sieną, skiriančią du aušinimo skysčius, o regeneracinėje TOA - abi terpės turi tiesioginį kontaktą viena su kita, dažnai maišosi ir reikalauja vėlesnio atskyrimo specialiuose separatoriuose. Regeneraciniai šilumokaičiai skirstomi į maišymo ir šilumokaičius su pakuotėmis (stacionarūs, krentantys ar tarpiniai). Apytiksliai tariant, kibiras karšto vandens, išleisto į šaltą, arba stiklinė karštos arbatos, skirtos atvėsti šaldytuve (niekada to nedarykite!) Yra tokio maišymo TOA pavyzdys. Supylę arbatą į lėkštę ir tokiu būdu ją atvėsindami, gauname regeneracinio šilumokaičio su antgaliu pavyzdį (šiame pavyzdyje esanti lėkštė atlieka purkštuko vaidmenį), kuris pirmiausia susisiekia su aplinkos oru ir ima jo temperatūrą. , tada paima šiek tiek šilumos iš į ją įpiltos karštos arbatos. Siekdama abi terpes pasiekti pusiausvyrą. Tačiau, kaip jau išsiaiškinome anksčiau, efektyviau naudoti šilumos laidumą šilumai perduoti iš vienos terpės į kitą, todėl šiandien šilumos perdavimo prasme naudingesni (ir plačiau naudojami) TOA, žinoma, yra rekuperacinis.
Šilumokaičio skaičiavimo pavyzdys
Norint apskaičiuoti reikiamą galią (Q0), naudojama šilumos balanso formulė. Čia Trečiadienis veikia kaip specifinė šilumos talpa (lentelės vertė). Norėdami supaprastinti skaičiavimus, galite naudoti sumažintą šilumos talpos lygį
Reikėtų nepamiršti, kad pagal formulę, neatsižvelgiant į tą pusę, kurioje atliekamas skaičiavimas.
Tada pagal pagrindinę šilumos perdavimo lygtį turite rasti reikiamą paviršiaus plotą, kur k yra šilumos perdavimo koeficientas ir ΔTav žurnalas. - vidutinė logaritminės temperatūros galvutė, apskaičiuota pagal formulę:
Esant neapibrėžtam šilumos perdavimo koeficientui, sudėtingesniu metodu apskaičiuojamas plokštelinis šilumokaitis. Formulę galima naudoti norint apskaičiuoti Reinoldso kriterijų.
Lentelėje radę mums reikalingą „Prandtl“ kriterijaus vertę, galime apskaičiuoti formulės „Nusselt“ kriterijų, kur n = 0,3 - aušinant skystį, n = 0,4 - kaitinant skystį.
Be to, remdamiesi formule, galite apskaičiuoti šilumos perdavimo koeficientą iš bet kurio šilumos nešiklio į sieną ir pagal formulę nustatyti šilumos perdavimo koeficientą, pakeistą į formulę, pagal kurią apskaičiuojamas šilumos perdavimo paviršiaus plotas.
Terminis ir konstrukcinis skaičiavimas
Bet koks rekuperacinio šilumokaičio apskaičiavimas gali būti atliekamas remiantis šiluminių, hidraulinių ir stiprumo skaičiavimų rezultatais. Jie yra esminiai, privalomi projektuojant naują įrangą ir yra pagrindas paskesnių tos pačios rūšies aparatų linijos modelių skaičiavimo metodikai. Pagrindinis TOA šiluminio skaičiavimo uždavinys yra nustatyti reikiamą šilumos mainų paviršiaus plotą stabiliam šilumokaičio veikimui ir palaikyti reikiamus terpės parametrus išleidimo angoje.Dažnai atliekant tokius skaičiavimus, inžinieriams pateikiamos savavališkos būsimos įrangos masės ir dydžio charakteristikų vertės (medžiaga, vamzdžio skersmuo, plokštės matmenys, sijos geometrija, sparno tipas ir medžiaga ir kt.), Todėl po terminis, paprastai atliekamas konstruktyvus šilumokaičio skaičiavimas. Iš tiesų, jei pirmajame etape inžinierius apskaičiavo reikiamą paviršiaus plotą tam tikram vamzdžio skersmeniui, pavyzdžiui, 60 mm, o šilumokaičio ilgis pasirodė apie šešiasdešimt metrų, tai logiškiau manyti, kad pereiti prie daugiakančio šilumokaičio arba į apvalkalo ir vamzdžio tipą arba padidinti vamzdžių skersmenį.
Hidraulinis skaičiavimas
Atliekami hidrauliniai arba hidromechaniniai, taip pat aerodinaminiai skaičiavimai, siekiant nustatyti ir optimizuoti hidraulinio (aerodinaminio) slėgio nuostolius šilumokaityje, taip pat apskaičiuoti energijos sąnaudas jiems įveikti. Bet kokio aušinimo skysčio praėjimo kelio, kanalo ar vamzdžio apskaičiavimas kelia pagrindinę žmogaus užduotį - sustiprinti šilumos perdavimo procesą šioje srityje. Tai yra, viena terpė turėtų perduoti, o kita turėtų gauti kuo daugiau šilumos minimaliu jos tekėjimo intervalu. Tam dažnai naudojamas papildomas šilumos mainų paviršius išsivysčiusio paviršiaus briaunų pavidalu (kad būtų galima atskirti ribinį laminarinį sluoksnį ir sustiprinti srauto turbulizaciją). Optimalus hidraulinių nuostolių, šilumos mainų paviršiaus ploto, svorio ir dydžio charakteristikų bei pašalintos šilumos galios balanso santykis yra terminio, hidraulinio ir konstruktyvaus TOA skaičiavimo rezultatas.
Patikrinimo skaičiavimas
Šilumokaičio apskaičiavimas atliekamas tuo atveju, kai reikia nustatyti galios ar šilumos mainų paviršiaus ploto maržą. Paviršius rezervuojamas dėl įvairių priežasčių ir esant skirtingoms situacijoms: jei tai reikalinga pagal techninę užduotį, jei gamintojas nusprendžia pridėti papildomą maržą, kad būtų tikras, jog toks šilumokaitis pradės veikti, ir sumažins iki minimumo skaičiavimuose padarytos klaidos. Kai kuriais atvejais, norint suapvalinti projektinių matmenų rezultatus, reikia pertekliaus, kitais atvejais (garintuvai, ekonomaizeriai), apskaičiuojant šilumokaičio galią užteršti kompresoriaus alyva, esančia šaldymo grandinėje, specialiai įvedama paviršiaus marža. Reikia atsižvelgti į žemą vandens kokybę. Praėjus tam tikram nepertraukiamam šilumokaičių veikimo laikui, ypač esant aukštai temperatūrai, ant aparato šilumos mainų paviršiaus nusėda skalė, sumažinant šilumos perdavimo koeficientą ir neišvengiamai parazitiškai sumažinant šilumos pašalinimą. Todėl kompetentingas inžinierius, apskaičiuodamas šilumokaitį vanduo-vanduo, ypatingą dėmesį skiria papildomam šilumos mainų paviršiaus pertekliui. Taip pat atliekamas patikrinimo skaičiavimas, siekiant sužinoti, kaip pasirinkta įranga veiks kitais, antriniais režimais. Pavyzdžiui, centriniuose oro kondicionieriuose (oro tiekimo įrenginiuose) pirmo ir antro šildymo šildytuvai, kurie naudojami šaltuoju metų laiku, dažnai naudojami vasarą įeinančiam orui atvėsinti tiekiant šalto vandens į oro vamzdelius. šilumokaitis. Tai, kaip jie veiks ir kokius parametrus duos, leidžia įvertinti patikros apskaičiavimą.
Reikalingi duomenys
Norint apskaičiuoti šilumokaitį, būtina pateikti šiuos duomenis:
- abiejų grandinių įleidimo ir išleidimo temperatūros. Kuo didesnis skirtumas tarp jų, tuo mažesni tinkamo šilumokaičio matmenys ir kaina;
- didžiausias darbinės terpės slėgio ir temperatūros lygis. Kuo žemesni parametrai, tuo pigesnis vienetas;
- abiejų grandinių aušinimo skysčio masės srauto rodiklis. Nustato vienetų pralaidumą.Dažniausiai nurodomas vandens suvartojimas. Padauginę pralaidumo ir tankio skaičius, gausite bendrą masės srautą;
- šiluminė galia (apkrova). Nustato šilumos kiekį, kurį skleidžia įrenginys. Šilumokaičio šilumos apkrova apskaičiuojama pagal formulę P = m × cp × δt, kur m reiškia terpės srauto greitį, cp yra savitasis šilumos pajėgumas, o δt - temperatūros skirtumas esant grandinės įleidimas ir išleidimas.
Norint apskaičiuoti šilumokaičio šilumos perdavimą, reikės atsižvelgti į papildomas charakteristikas. Darbinės terpės tipas ir jo klampumo indeksas lemia šilumokaičio medžiagą. Jums reikės duomenų apie vidutinę temperatūros galvutę (apskaičiuotą pagal formulę) ir apie darbo aplinkos užterštumo lygį. Į pastarąjį parametrą atsižvelgiama retai, nes jo reikia tik išimtiniais atvejais.
Norint apskaičiuoti šilumokaičio galią, reikalinga tiksli informacija apie pirmiau nurodytus parametrus. Informacijos galima gauti iš TU arba šilumos tiekimo organizacijos sutarties, taip pat inžinieriaus TOR.
Tyrimų skaičiavimai
Tyrimų skaičiavimai atliekami remiantis gautais šiluminių ir patikrinamųjų skaičiavimų rezultatais. Jie paprastai turi atlikti naujausius projektuojamo aparato projekto pakeitimus. Jie taip pat atliekami siekiant ištaisyti visas lygtis, išdėstytas įgyvendintame skaičiavimo modelyje TOA, gautas empiriškai (pagal eksperimentinius duomenis). Tyrimų skaičiavimai apima dešimtis, o kartais ir šimtus skaičiavimų pagal specialų planą, sukurtą ir įgyvendintą gamyboje pagal eksperimento planavimo matematinę teoriją. Remiantis rezultatais, atskleidžiama įvairių sąlygų ir fizinių dydžių įtaka TOA veiklos rodikliams.
Kiti skaičiavimai
Skaičiuodami šilumokaičio plotą, nepamirškite apie medžiagų atsparumą. TOA stiprumo skaičiavimai apima suprojektuoto įrenginio įtempio, sukimo patikrinimą, kad būsimo šilumokaičio dalys ir mazgai būtų pritaikyti maksimaliems leistiniems darbo momentams. Mažiausių matmenų produktas turi būti patvarus, stabilus ir garantuoti saugų veikimą įvairiomis, net ir labiausiai įtemptomis darbo sąlygomis.
Dinaminis skaičiavimas atliekamas siekiant nustatyti įvairias šilumokaičio charakteristikas esant įvairiems darbo režimams.
Vamzdžių vamzdžių šilumokaičiai
Apsvarstykime paprasčiausią vamzdžio vamzdžio šilumokaičio apskaičiavimą. Struktūriškai tokio tipo TOA yra kiek įmanoma supaprastinta. Paprastai, norint sumažinti nuostolius, į vidinį aparato vamzdį įleidžiamas karštas aušinimo skystis, o į korpusą arba į išorinį vamzdį įleidžiamas aušinimo skystis. Inžinieriaus užduotis šiuo atveju sutrumpinama iki tokio šilumokaičio ilgio nustatymo pagal apskaičiuotą šilumos mainų paviršiaus plotą ir pateiktus skersmenis.
Čia reikia pridurti, kad termodinamikoje yra įvesta idealaus šilumokaičio koncepcija, tai yra begalinio ilgio aparatas, kuriame aušinimo skysčiai veikia priešpriešiniu srautu, o tarp jų visiškai suveikia temperatūrų skirtumas. Vamzdžių vamzdžių konstrukcija yra arčiausiai šių reikalavimų. O jei aušinimo skysčius valdysite priešpriešiniu srautu, tai bus vadinamasis „tikrasis priešpriešinis srautas“ (o ne kryžminis srautas, kaip plokštelėje TOA). Temperatūros galvutė efektyviausiai įjungiama tokiu judėjimo organizavimu. Tačiau, skaičiuojant vamzdį vamzdyje, reikia būti realistišku ir nepamiršti logistikos komponento, taip pat paprasto montavimo. „Eurotruck“ ilgis yra 13,5 metro, o ne visos techninės patalpos pritaikytos tokio ilgio įrangos dreifui ir įrengimui.
Prijungimo schemos
Šilumokaičio, veikiančio pagal principą „vanduo-vanduo“, yra kelios skirtingos prijungimo schemos, tačiau pirminio tipo kilpos montuojamos prie šilumos tinklo skirstomųjų vamzdžių (jis gali būti privatus arba parduodamas miesto tarnybų), o antrinio tipo - kilpos tvirtinamos prie vandentiekio vamzdyno.
Dažniausiai tik nuo projekto sprendimų priklauso, kokio tipo ryšį leidžiama naudoti. Taip pat įrengimo schema ir jos parinkimas yra pagrįstas „Šilumos mazgų projektavimo“ normomis ir bendros įmonės standarte numeriu 41-101-95. Jei didžiausio įmanomo vandens šilumos srauto, skirto karštam vandeniui tiekti, ir šilumos šildymo srauto santykis ir skirtumas nustatomas intervale nuo ≤0,2 iki ≥1, tada pagrindas yra jungimo schema viename etape, o jei nuo 0,2≤ iki ≤1, tada dviejų laipsnių ...
Standartinis
Paprasčiausia ir ekonomiškiausia įgyvendinti schema yra lygiagreti. Pagal šią schemą šilumokaičiai montuojami nuosekliai, atsižvelgiant į valdymo vožtuvus, tai yra uždarymo vožtuvą, taip pat lygiagrečiai visam šilumos tinklui. Norint pasiekti maksimalų šilumos mainą sistemoje, reikalingi aukšti šilumos nešiklių suvartojimo rodikliai.
Dviejų pakopų schema
Dviejų pakopų mišri sistema
Jei naudojate dviejų pakopų schemą, tada su ja vanduo kaitinamas arba atskirų įrenginių pora, arba monoblokiniu įrenginiu. Svarbu atsiminti, kad diegimo schema ir jos sudėtingumas priklausys nuo bendros tinklo konfigūracijos. Kita vertus, taikant dviejų pakopų schemą, padidėja visos sistemos efektyvumo lygis, sumažėja ir šilumos nešėjų suvartojimas (iki maždaug 40 proc.).
Taikant šią schemą, vanduo ruošiamas dviem etapais. Pirmojo žingsnio metu naudojama šiluminė energija, kaitinant vandenį iki 40 laipsnių, o per antrąjį - iki 60 laipsnių.
Serijinio tipo jungtis
Dviejų pakopų nuosekli schema
Tokia schema yra įgyvendinama vieno iš karšto vandens tiekimo šilumos mainų prietaisų sistemoje, o tokio tipo šilumokaičiai yra daug sudėtingesni, palyginti su standartinėmis schemomis. Tai taip pat kainuos daug daugiau.
Korpusiniai ir vamzdiniai šilumokaičiai
Todėl labai dažnai tokio aparato apskaičiavimas sklandžiai patenka į apvalkalo ir vamzdžio šilumokaičio apskaičiavimą. Tai aparatas, kuriame vamzdžių pluoštas yra viename korpuse (korpuse), plaunamas įvairiais aušinimo skysčiais, atsižvelgiant į įrangos paskirtį. Pavyzdžiui, kondensatoriuose šaltnešis įleidžiamas į striukę, o vanduo - į vamzdžius. Taikant šį terpės judėjimo būdą, patogiau ir efektyviau valdyti aparato veikimą. Garintuvuose, atvirkščiai, vamzdeliuose verda šaltnešis ir tuo pačiu metu juos plauna atvėsęs skystis (vanduo, sūrymai, glikoliai ir kt.). Todėl apvalkalo ir vamzdžio šilumokaičio apskaičiavimas yra sumažintas iki minimumo sumažinant įrangos dydį. Žaisdamas su korpuso skersmeniu, vidinių vamzdžių skersmeniu ir skaičiumi bei aparato ilgiu, inžinierius pasiekia apskaičiuotą šilumos mainų paviršiaus ploto vertę.
Šilumos perdavimo koeficiento nustatymas
Preliminariems šilumos mainų įrangos skaičiavimams ir įvairiems patikrinimams naudojamos apytikslės koeficientų vertės, standartizuotos tam tikroms kategorijoms:
- vandens garų kondensacijos šilumos perdavimo koeficientai - nuo 4000 iki 15000 W / (m2K);
- vamzdynams tekančio vandens šilumos perdavimo koeficientai - nuo 1200 iki 5800 W / (m2K);
- šilumos perdavimo koeficientai iš garinio kondensato į vandenį - nuo 800 iki 3500 W / (m2K).
Tikslus šilumos perdavimo koeficiento (K) apskaičiavimas atliekamas pagal šią formulę:
Šioje formulėje:
- α1 yra šildymo terpės šilumos perdavimo koeficientas (išreikštas W / (m2K));
- α2 yra šildomo šilumos nešiklio šilumos perdavimo koeficientas (išreikštas W / (m2K));
- δst - vamzdžio sienelės storio parametras (išreikštas metrais);
- λst - vamzdžiui naudojamos medžiagos šilumos laidumo koeficientas (išreikštas W / (m * K)).
Tokia formulė duoda „idealų“ rezultatą, kuris paprastai 100% neatitinka tikrosios padėties. Todėl prie formulės pridedamas dar vienas parametras - Rzag.
Tai yra įvairių teršalų, susidarančių ant vamzdžio kaitinimo paviršių, šiluminės varžos rodiklis (t. Y. Įprasta skalė ir kt.)
Taršos rodiklio formulė atrodo taip:
R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2
Šioje formulėje:
- δ1 yra nuosėdų sluoksnio storis vidinėje vamzdžio pusėje (metrais);
- δ2 yra nuosėdų sluoksnio storis vamzdžio išorėje (metrais);
- λ1 ir λ2 yra šilumos laidumo koeficientų vertės atitinkamiems taršos sluoksniams (išreikštos W / (m * K)).
Oro šilumokaičiai
Vienas iš labiausiai paplitusių šilumokaičių šiandien yra vamzdiniai šilumokaičiai. Jie taip pat vadinami ritėmis. Visur, kur jie nėra sumontuoti, pradedant ventiliatoriaus ritės blokais (nuo angliško ventiliatoriaus + ritės, ty „ventiliatorius“ + „ritė“), esančiuose split sistemos vidiniuose blokuose, ir baigiant milžiniškais išmetamųjų dujų rekuperatoriais (šilumos gavyba iš karštų išmetamųjų dujų ir šildymo poreikiams) katilinėse CHP. Štai kodėl ritinio šilumokaičio konstrukcija priklauso nuo to, kur šilumokaitis pradės veikti. Pramoniniams oro aušintuvams (VOP), montuojamiems mėsos greitojo užšaldymo kamerose, žemos temperatūros šaldikliuose ir kituose maisto šaldymo objektuose, reikia tam tikrų konstrukcinių savybių. Atstumas tarp lamelių (pelekų) turėtų būti kuo didesnis, kad padidėtų nepertraukiamo veikimo laikas tarp atitirpinimo ciklų. Duomenų centrų (duomenų apdorojimo centrų) garintuvai, atvirkščiai, yra pagaminti kuo kompaktiškesni, kuo mažesni atstumai. Tokie šilumokaičiai veikia „švariose zonose“, apsuptuose smulkiais filtrais (iki HEPA klasės), todėl toks vamzdinio šilumokaičio skaičiavimas atliekamas akcentuojant kuo mažesnį dydį.
Plokšteliniai šilumokaičiai
Šiuo metu plokšti šilumokaičiai yra stabiliai paklausūs. Pagal jų konstrukciją jie yra visiškai sulankstomi ir pusiau suvirinti, lituoti variu ir lituoti nikeliu, suvirinti ir lituoti difuziniu metodu (be lydmetalio). Plokštinio šilumokaičio šiluminė konstrukcija yra pakankamai lanksti ir inžinieriui nėra ypač sunki. Pasirinkimo procese galite žaisti su plokščių tipu, kanalų skylamušio gyliu, briaunų tipu, plieno storiu, skirtingomis medžiagomis ir svarbiausia - daugybe standartinio dydžio skirtingų matmenų prietaisų modelių. Tokie šilumokaičiai yra žemi ir platūs (vandens garams šildyti) arba aukšti ir siauri (atskiriantys oro kondicionavimo sistemų šilumokaičius). Jie dažnai naudojami fazių keitimo terpėms, tai yra kaip kondensatoriai, garintuvai, iškaitinimo įrenginiai, išankstiniai kondensatoriai ir kt. Šiek tiek sunkiau atlikti šilumokaičio, veikiančio pagal dviejų fazių schemą, šiluminį skaičiavimą. skysčio-skysčio šilumokaičio, tačiau patyrusiam inžinieriui ši užduotis yra išsprendžiama ir nėra ypač sunki. Siekdami palengvinti tokius skaičiavimus, šiuolaikiniai dizaineriai naudojasi inžinerinėmis kompiuterių bazėmis, kuriose galite rasti daug reikalingos informacijos, įskaitant bet kokio šaltnešio būklės diagramas bet kuriame nuskaityme, pavyzdžiui, „CoolPack“ programoje.
Plokštelinio šilumokaičio apskaičiavimas - kaip teisingai nustatyti parametrus?
Šilumos tiekimo schemų projektavimo bendrieji principai
Šilumos tiekimo sistema yra šilumos energijos (šildomo vandens ar garų pavidalu) perdavimo iš šilumos šaltinio vartotojui sistema.
Šilumos tiekimo sistemą iš esmės sudaro trys dalys: šilumos šaltinis, šilumos vartotojas, šilumos tinklas, kuris naudojamas šilumai pernešti iš šaltinio vartotojui.
- Garo katilas CHP ar katilinėje.
- Tinklo šilumokaitis.
- Cirkuliacinis siurblys.
- Šilumokaitis karšto vandens tiekimo sistemai.
- Šildymo sistemos šilumokaitis.
Grandinės elementų vaidmuo:
- katilo blokas - šilumos šaltinis, kuro degimo šilumos perdavimas aušinimo skysčiui;
- siurbimo įranga - aušinimo skysčio cirkuliacijos sukūrimas;
- tiekimo vamzdynas - šildomo aušinimo skysčio tiekimas iš šaltinio vartotojui;
- grįžtamasis dujotiekis - aušinto šilumos nešiklio grąžinimas į šaltinį iš vartotojo;
- šilumos mainų įranga - šilumos energijos konversija.
Temperatūros diagramos
Mūsų šalyje priimtas kokybiškas šilumos tiekimo vartotojams reguliavimas. Tai yra, nekeičiant aušinimo skysčio srauto per šilumą sunaudojančią sistemą, pasikeičia temperatūros skirtumas sistemos įleidimo ir išleidimo angose.
Tai pasiekiama keičiant temperatūrą srauto vamzdyje, atsižvelgiant į lauko temperatūrą. Kuo žemesnė lauko temperatūra, tuo aukštesnė srauto temperatūra. Atitinkamai pagal šį santykį keičiasi ir grįžtamojo vamzdžio temperatūra. Visos sistemos, vartojančios šilumą, yra sukurtos atsižvelgiant į šiuos reikalavimus.
Tiekimo ir grįžtamojo vamzdyno aušinimo skysčio priklausomybės nuo temperatūros grafikai vadinami šilumos tiekimo sistemos temperatūros grafiku.
Temperatūros grafiką nustato šilumos tiekimo šaltinis, atsižvelgiant į jo galingumą, šilumos tinklų reikalavimus ir vartotojų reikalavimus. Temperatūros kreivės įvardijamos pagal maksimalią temperatūrą tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose: 150/70, 95/70 ...
Grafiko nutraukimas viršutinėje dalyje - kai katilinėje nepakanka pajėgumų.
Grafo nukirpimas apatinėje dalyje - siekiant užtikrinti karšto vandens sistemų veikimą.
Šildymo sistemos daugiausia veikia pagal 95/70 grafiką, kad būtų užtikrinta vidutinė šildytuvo temperatūra 82,5 ° C, esant -30 ° C temperatūrai.
Jei reikiamą temperatūrą tiekimo vamzdyje užtikrina šilumos šaltinis, reikiamą temperatūrą grįžtamame vamzdyje užtikrina šilumos vartotojas su savo šilumą vartojančia sistema. Jei pervertinama vartotojo grįžtančio vandens temperatūra, tai reiškia, kad jo sistemos veikimas yra nepatenkinamas, ir užtraukia baudų, nes dėl to pablogėja šilumos šaltinio veikimas. Tuo pačiu metu jo efektyvumas mažėja. Todėl yra specialių kontrolės organizacijų, kurios stebi, ar šilumą vartojančios vartotojų sistemos išleidžia grįžtamojo vandens temperatūrą pagal temperatūros grafiką arba žemesnę. Tačiau kai kuriais atvejais toks pervertinimas yra leidžiamas, pavyzdžiui. montuojant šildymo šilumokaičius.
150/70 grafikas leis perduoti šilumą iš šilumos šaltinio su mažesniu šilumos nešiklio suvartojimu, tačiau šilumos nešiklio, kurio temperatūra yra aukštesnė nei 105 ° C, negalima tiekti namo šildymo sistemoms. Todėl tvarkaraštis yra sumažintas, pavyzdžiui, 95/70. Nuleidimas atliekamas įrengiant šilumokaitį arba sumaišant grįžtamąjį vandenį į tiekimo vamzdyną.
Šildymo tinklo hidraulika
Vandens cirkuliaciją šilumos tiekimo sistemose katilinėse ir šilumos punktuose vykdo tinklo siurbliai. Kadangi linijų ilgis yra gana didelis, slėgio skirtumas tiekimo ir grąžinimo vamzdynuose, kurį sukuria siurblys, mažėja atstumu nuo siurblio.
Iš paveikslo matyti, kad atokiausias vartotojas turi mažiausią galimą slėgio kritimą. T.y.Norint normaliai eksploatuoti šilumą vartojančias sistemas, būtina, kad jų hidraulinė varža būtų mažiausia, kad būtų užtikrintas reikalingas vandens srautas per jas.
Šildymo sistemų plokštelinių šilumokaičių skaičiavimas
Šildantį vandenį galima paruošti kaitinant šilumokaityje.
Kada plokštelinio šilumokaičio apskaičiavimas, norint gauti vandens šildymą, pradiniai duomenys imami už šalčiausią laikotarpį, tai yra, kai reikalinga aukščiausia temperatūra ir, atitinkamai, didžiausias šilumos suvartojimas. Tai yra blogiausias šilumokaičio, skirto šildymui, atvejis.
Ypatinga šildymo sistemos šilumokaičio skaičiavimo ypatybė yra pervertinta grįžtančio vandens temperatūra šildymo pusėje. Tai leidžiama specialiai, nes bet koks paviršinis šilumokaitis iš principo negali atšaldyti grįžtančio vandens iki grafiko temperatūros, jei vanduo su grafiko temperatūra patenka į šilumokaičio įleidimo angą iš šildomos pusės. Paprastai leidžiamas 5-15 ° C skirtumas.
Karšto vandens sistemų plokštelinių šilumokaičių skaičiavimas
Kada karšto vandens sistemų plokštelinių šilumokaičių skaičiavimas Pradiniai duomenys imami už pereinamąjį laikotarpį, tai yra, kai tiekiamo aušinimo skysčio temperatūra yra žema (paprastai 70 ° C), šalto vandens temperatūra yra žemiausia (2–5 ° C), o šildymo sistema vis dar veikia - tai gegužės – rugsėjo mėnesiai. Tai blogiausias karšto vandens šilumokaičio režimas.
Projektinė karšto vandens sistemų apkrova nustatoma atsižvelgiant į galimybę patalpoje, kurioje sumontuoti rezervuarų šilumokaičiai.
Jei nėra cisternų, plokšteliniai šilumokaičiai yra skirti maksimaliai apkrovai. Tai yra, šilumokaičiai turi šildyti vandenį net ir esant didžiausiai vandens sąnaudoms.
Naudojant akumuliacines talpas, plokšteliniai šilumokaičiai yra skirti vidutinei valandos apkrovai. Akumuliatorių bakai yra nuolat pildomi, siekiant kompensuoti smailių išmetimą. Šilumokaičiai turi tiekti tik bakus.
Didžiausios ir vidutinės valandos apkrovos santykis kai kuriais atvejais siekia 4-5 kartus.
Atkreipkite dėmesį, kad plokštelinius šilumokaičius patogu apskaičiuoti pagal mūsų pačių skaičiavimo programą „Ridan“.
