Schimbător de căldură cu plăci pentru alimentarea cu apă caldă. Ce să cauți atunci când alegi.

Calculul schimbătorului de căldură nu durează în prezent mai mult de cinci minute. Orice organizație care produce și vinde astfel de echipamente, de regulă, pune la dispoziția tuturor propriul program de selecție. Puteți să-l descărcați gratuit de pe site-ul companiei sau tehnicianul acestora va veni la biroul dvs. și îl va instala gratuit. Cu toate acestea, cât de corect este rezultatul unor astfel de calcule, este posibil să aveți încredere în el și producătorul nu este viclean când luptă într-o ofertă cu concurenții săi? Verificarea unui calculator electronic necesită cunoștințe sau cel puțin o înțelegere a metodologiei de calcul pentru schimbătoarele moderne de căldură. Să încercăm să ne dăm seama de detalii.

Ce este un schimbător de căldură

Înainte de a calcula schimbătorul de căldură, să ne amintim, ce fel de dispozitiv este? Un aparat de schimb de căldură și masă (alias schimbător de căldură, alias schimbător de căldură sau TOA) este un dispozitiv pentru transferul căldurii de la un purtător de căldură la altul. În procesul de modificare a temperaturilor lichidelor de răcire, se schimbă și densitatea acestora și, în consecință, indicatorii de masă ai substanțelor. De aceea astfel de procese se numesc transfer de căldură și masă.

Concepte de bază ale transferului de căldură pentru calcul

Schimbătoarele de căldură sunt calculate utilizând informații de bază despre legile schimbului de căldură.

În acest articol, vom lua în considerare câteva dintre conceptele utilizate în astfel de calcule.

• Căldura specifică este cantitatea de energie termică necesară pentru a încălzi 1 kilogram dintr-o substanță la 1 grad Celsius. Pe baza informațiilor privind capacitatea de căldură, se arată cât de multă căldură este acumulată. Pentru calculele energiei termice, valoarea medie a capacității termice este luată într-un anumit interval de indicatori de temperatură.

• Se numește cantitatea de energie termică necesară pentru a încălzi 1 kg dintr-o substanță de la zero la temperatura necesară entalpia specifică.

• Căldura specifică a transformărilor chimice este cantitatea de energie termică degajată în procesul de transformare chimică a oricărei unități de greutate a unei substanțe.

• Transformări specifice de căldură de fază determină cantitatea de energie termică absorbită sau eliberată în timpul transformării oricărei unități de masă a unei substanțe din solid în lichid, de la lichid la starea de agregare gazoasă etc.

Un calculator online pentru calcularea unui schimbător de căldură vă va ajuta să obțineți o soluție în 15 minute. Sau puteți utiliza teoria pentru un schimbător de căldură de tip placă, care este prezentată mai jos în acest articol, și să faceți singur calculele necesare.

Tipuri de transfer de căldură

Acum să vorbim despre tipurile de transfer de căldură - există doar trei dintre ele. Radiații - transferul de căldură prin radiații. De exemplu, vă puteți gândi să faceți plajă pe plajă într-o zi caldă de vară. Și astfel de schimbătoare de căldură pot fi găsite chiar pe piață (încălzitoare cu aer tubular). Cu toate acestea, cel mai adesea pentru încălzirea locuințelor, a camerelor dintr-un apartament, cumpărăm radiatoare electrice sau cu ulei. Acesta este un exemplu de alt tip de transfer de căldură - convecție. Convecția poate fi naturală, forțată (capotă și există un recuperator în cutie) sau indusă mecanic (cu un ventilator, de exemplu). Ultimul tip este mult mai eficient.

Cu toate acestea, cel mai eficient mod de a transfera căldura este conductivitatea termică sau, așa cum se mai numește și conducerea (din engleza conduction - „conduction”). Orice inginer care urmează să efectueze un calcul termic al unui schimbător de căldură, în primul rând, se gândește să aleagă echipamente eficiente în cele mai mici dimensiuni posibile.Și acest lucru se realizează tocmai datorită conductivității termice. Un exemplu în acest sens este cel mai eficient TOA de astăzi - schimbătoare de căldură cu plăci. Placa TOA, prin definiție, este un schimbător de căldură care transferă căldura de la un agent de răcire la altul prin peretele care le separă. Suprafața maximă posibilă de contact între două medii, împreună cu materialele selectate corect, profilul plăcilor și grosimea acestora, vă permite să minimizați dimensiunea echipamentului selectat, menținând în același timp caracteristicile tehnice originale necesare procesului tehnologic.

Tipuri de schimbătoare de căldură

Înainte de a calcula schimbătorul de căldură, acestea sunt determinate cu tipul acestuia. Toate TOA pot fi împărțite în două grupuri mari: schimbătoare de căldură recuperatoare și regenerative. Principala diferență dintre ele este următoarea: în TOA recuperator, schimbul de căldură are loc printr-un perete care separă doi agenți de răcire, iar în TOA regenerativ, cele două medii au contact direct unul cu celălalt, adesea amestecându-se și necesitând separarea ulterioară în separatoare speciale. Schimbătoarele de căldură regenerative sunt împărțite în amestecătoare și schimbătoare de căldură cu garnituri (staționare, în cădere sau intermediare). Aproximativ vorbind, o găleată de apă fierbinte expusă la îngheț sau un pahar de ceai fierbinte pus în frigider pentru a se răci (nu faceți asta niciodată!) Este un exemplu de astfel de amestec de TOA. Și turnând ceaiul într-o farfurie și răcindu-l în acest fel, obținem un exemplu de schimbător de căldură regenerativ cu duză (farfuria din acest exemplu joacă rolul unei duze), care contactează mai întâi aerul ambiant și își ia temperatura , și apoi ia o parte din căldura din ceaiul fierbinte turnat în el, căutând să aducă ambele medii în echilibru termic. Cu toate acestea, așa cum am aflat deja mai devreme, este mai eficient să folosiți conductivitatea termică pentru a transfera căldura de la un mediu la altul, prin urmare, TOA care sunt mai utile în ceea ce privește transferul de căldură (și utilizate pe scară largă) astăzi sunt, desigur, recuperator.

Exemplu de calcul al schimbătorului de căldură

Pentru a calcula puterea necesară (Q0), se folosește formula echilibrului termic. Aici Miercuri acționează ca o capacitate specifică de căldură (valoare tabelară). Pentru a simplifica calculele, puteți lua nivelul redus al capacității de căldură

Trebuie avut în vedere faptul că, în conformitate cu formula, indiferent de partea pe care se efectuează calculul.

Apoi, trebuie să găsiți suprafața necesară pe baza ecuației de bază a transferului de căldură, unde k este coeficientul de transfer de căldură și ΔJurnal de tav. - temperatura logaritmică medie, calculată după formula:

Cu un coeficient de transfer de căldură incert, un schimbător de căldură de tip placă este calculat folosind o metodă mai complexă. Formula poate fi utilizată pentru a calcula criteriul Reynolds.

După ce am găsit în tabel valoarea criteriului Prandtl de care avem nevoie, putem calcula criteriul Nusselt al formulei, unde n = 0,3 - la răcirea lichidului, n = 0,4 - la încălzirea lichidului.

Mai mult, pe baza formulei, puteți calcula coeficientul de transfer de căldură de la orice purtător de căldură la perete și, în conformitate cu formula, puteți determina coeficientul de transfer de căldură substituit în formulă, cu care se calculează suprafața de transfer de căldură.

Calculul termic și structural

Orice calcul al unui schimbător de căldură recuperator poate fi făcut pe baza rezultatelor calculelor termice, hidraulice și de rezistență. Acestea sunt fundamentale, obligatorii în proiectarea de echipamente noi și formează baza metodei de calcul pentru modelele ulterioare ale liniei aceluiași tip de aparat. Sarcina principală a calculului termic al TOA este de a determina aria necesară a suprafeței de schimb de căldură pentru o funcționare stabilă a schimbătorului de căldură și menținerea parametrilor necesari ai mediului la ieșire.Destul de des, în astfel de calcule, inginerilor li se oferă valori arbitrare ale caracteristicilor de masă și dimensiune ale echipamentelor viitoare (material, diametrul țevii, dimensiunile plăcii, geometria grinzii, tipul și materialul de aripi etc.), prin urmare, după termic, se efectuează de obicei un calcul constructiv al schimbătorului de căldură. Într-adevăr, dacă la prima etapă inginerul a calculat suprafața necesară pentru un anumit diametru al țevii, de exemplu, 60 mm, iar lungimea schimbătorului de căldură s-a dovedit a fi de aproximativ șaizeci de metri, atunci este mai logic să presupunem că tranziția la un schimbător de căldură cu mai multe treceri sau la un tip de tip shell-and-tube sau pentru a crește diametrul tuburilor.

Calcul hidraulic

Calculele hidraulice sau hidromecanice, precum și cele aerodinamice sunt efectuate pentru a determina și optimiza pierderile de presiune hidraulice (aerodinamice) în schimbătorul de căldură, precum și pentru a calcula costurile energetice pentru a le depăși. Calculul oricărei căi, canale sau conducte pentru trecerea lichidului de răcire reprezintă o sarcină principală pentru o persoană - intensificarea procesului de transfer de căldură în această zonă. Adică, un mediu ar trebui să se transfere, iar celălalt ar trebui să primească cât mai multă căldură posibil la intervalul minim al debitului său. Pentru aceasta, se folosește adesea o suprafață suplimentară de schimb de căldură, sub forma unei nervuri de suprafață dezvoltate (pentru a separa substratul laminar limită și pentru a spori turbulizarea fluxului). Raportul optim de echilibru dintre pierderile hidraulice, suprafața schimbătoare de căldură, caracteristicile de greutate și dimensiune și puterea termică eliminată este rezultatul unei combinații de calcul termic, hidraulic și constructiv al TOA.

Calculul verificării

Calculul schimbătorului de căldură se efectuează în cazul în care este necesar să se stabilească o marjă pentru putere sau pentru suprafața schimbului de căldură. Suprafața este rezervată din diverse motive și în situații diferite: dacă acest lucru este necesar în conformitate cu termenii de referință, dacă producătorul decide să adauge o marjă suplimentară pentru a fi sigur că un astfel de schimbător de căldură va intra în funcțiune și pentru a minimiza erorile făcute în calcule. În unele cazuri, redundanța este necesară pentru a rotunji rezultatele dimensiunilor de proiectare, în altele (evaporatoare, economizoare), o marjă de suprafață este introdusă special în calculul capacității schimbătorului de căldură pentru contaminarea cu ulei de compresor prezent în circuitul frigorific. Și calitatea scăzută a apei trebuie luată în considerare. După un timp de funcționare neîntreruptă a schimbătoarelor de căldură, în special la temperaturi ridicate, scara se așează pe suprafața de schimb de căldură a aparatului, reducând coeficientul de transfer de căldură și ducând inevitabil la o scădere parazitară a eliminării căldurii. Prin urmare, un inginer competent, atunci când calculează schimbătorul de căldură apă-apă, acordă o atenție deosebită redundanței suplimentare a suprafeței de schimb de căldură. Calculul de verificare se efectuează și pentru a vedea cum va funcționa echipamentul selectat în alte moduri secundare. De exemplu, în aparatele de aer condiționat centrale (unitățile de alimentare cu aer), primul și al doilea încălzitor de încălzire, utilizat în sezonul rece, sunt adesea folosite vara pentru a răci aerul care intră prin furnizarea de apă rece tuburilor schimbătorului de căldură de aer. Cum vor funcționa și ce parametri vor oferi vă permite să evaluați calculul verificării.

Date necesare

Pentru a calcula schimbătorul de căldură, este necesar să furnizați următoarele date:

• temperaturile de intrare și ieșire pe ambele circuite. Cu cât diferența dintre ele este mai mare, cu atât dimensiunile și prețul unui schimbător de căldură adecvat sunt mai mici;
• nivelul maxim de presiune și temperatură a mediului de lucru. Cu cât parametrii sunt mai mici, cu atât unitatea este mai ieftină;
• indicator al debitului masic al lichidului de răcire în ambele circuite. Determină debitul unităților.Consumul de apă este cel mai adesea indicat. Dacă înmulțiți cifrele pentru debit și densitate, obțineți fluxul total de masă;
• putere termică (sarcină). Determină cantitatea de căldură pe care o degajă unitatea. Calculul sarcinii de căldură a schimbătorului de căldură se efectuează conform formulei P = m × cp × δt, unde m înseamnă debitul mediului, cp este capacitatea de căldură specifică și δt este diferența de temperatură la intrarea și ieșirea circuitului.

Pentru a calcula transferul de căldură al schimbătorului de căldură, va trebui luate în considerare caracteristicile suplimentare. Tipul de mediu de lucru și indicele său de vâscozitate determină materialul schimbătorului de căldură. Veți avea nevoie de date despre temperatura medie a capului (calculată după formulă) și despre nivelul de contaminare a mediului de lucru. Ultimul parametru este rar luat în considerare, deoarece este necesar numai în cazuri excepționale.

Calculul puterii schimbătorului de căldură necesită informații exacte despre parametrii de mai sus. Informațiile pot fi obținute de la TU sau contractul de la organizația de furnizare a căldurii, precum și TOR de inginer.

Calcule de cercetare

Calculele de cercetare ale TOA sunt efectuate pe baza rezultatelor obținute ale calculelor termice și de verificare. De regulă, acestea sunt necesare pentru efectuarea celor mai recente modificări la proiectarea aparatului proiectat. Acestea sunt, de asemenea, efectuate pentru a corecta orice ecuații stabilite în modelul de calcul implementat TOA, obținut empiric (conform datelor experimentale). Efectuarea calculelor de cercetare implică zeci și uneori sute de calcule conform unui plan special elaborat și implementat în producție conform teoriei matematice a planificării experimentelor. Conform rezultatelor, se relevă influența diferitelor condiții și cantități fizice asupra indicatorilor de performanță ai TOA.

Alte calcule

Când calculați aria schimbătorului de căldură, nu uitați de rezistența materialelor. Calculele de rezistență TOA includ verificarea unității proiectate pentru tensiune, torsiune, pentru aplicarea momentelor maxime de funcționare admise la piesele și ansamblurile viitorului schimbător de căldură. Cu dimensiuni minime, produsul trebuie să fie durabil, stabil și să garanteze o funcționare sigură în diverse, chiar și în cele mai stresante condiții de operare.

Calculul dinamic se efectuează pentru a determina diferitele caracteristici ale schimbătorului de căldură la moduri de funcționare variabile.

Schimbătoare de căldură tub-în-tub

Să luăm în considerare cel mai simplu calcul al unui schimbător de căldură țeavă în țeavă. Structural, acest tip de TOA este simplificat pe cât posibil. De regulă, un agent de răcire fierbinte este introdus în conducta interioară a aparatului pentru a minimiza pierderile și un lichid de răcire este lansat în carcasă sau în conducta exterioară. Sarcina inginerului în acest caz se reduce la determinarea lungimii unui astfel de schimbător de căldură pe baza suprafeței calculate a suprafeței de schimb de căldură și a diametrelor date.

Ar trebui adăugat aici că conceptul de schimbător de căldură ideal este introdus în termodinamică, adică un aparat de lungime infinită, în care lichidele de răcire funcționează într-un contracurent, iar diferența de temperatură este declanșată complet între ele. Designul tub-în-tub se apropie cel mai mult de îndeplinirea acestor cerințe. Și dacă rulați lichidele de răcire într-un contracurent, atunci acesta va fi așa-numitul „contracurent real” (și nu fluxul încrucișat, ca în placa TOA). Capul de temperatură este cel mai eficient declanșat cu o astfel de organizare a mișcării. Cu toate acestea, atunci când calculați un schimbător de căldură țeavă în țeavă, ar trebui să fie realist și să nu uitați de componenta logistică, precum și de ușurința instalării. Lungimea camionului european este de 13,5 metri și nu toate încăperile tehnice sunt adaptate la deraparea și instalarea echipamentelor de această lungime.

Diagramele de conexiune

Un schimbător de căldură care funcționează pe principiul apă-apă are mai multe scheme de conectare diferite, cu toate acestea, buclele de tip primar sunt montate pe conductele de distribuție ale rețelei de încălzire (poate fi privat sau vândut de serviciile orașului), iar tipul secundar buclele sunt montate pe conducta de alimentare cu apă.
Cel mai adesea, depinde doar de deciziile proiectului ce tip de conexiune este permis să fie utilizat. De asemenea, schema de instalare și alegerea sa se bazează pe normele „Proiectarea unităților de încălzire” și în standardul întreprinderii comune sub numărul 41-101-95. Dacă raportul și diferența debitului maxim posibil de căldură al apei pentru alimentarea cu apă caldă la debitul de căldură pentru încălzire sunt determinate în intervalul de la ≤0,2 la ≥1, atunci baza este schema de conectare într-o etapă și dacă de la 0,2≤ la ≤1, apoi de două grade ...

Standard

Cea mai simplă și mai rentabilă schemă de implementat este paralelă. Cu această schemă, schimbătoarele de căldură sunt montate în serie în raport cu supapele de comandă, adică supapa de închidere, precum și paralele cu întreaga rețea de încălzire. Pentru a realiza schimbul maxim de căldură în cadrul sistemului, sunt necesare rate ridicate de consum ale purtătorilor de căldură.

Schema în două etape

Sistem mixt în două etape
Dacă utilizați o schemă în două etape, atunci odată cu aceasta, apa este încălzită fie într-o pereche de dispozitive independente, fie într-o instalație monobloc. Este important să ne amintim că schema de instalare și complexitatea acesteia vor depinde de configurația generală a rețelei. Pe de altă parte, cu o schemă în două etape, crește nivelul de eficiență al întregului sistem și scade și consumul de suporturi de căldură (până la aproximativ 40%).

Cu această schemă, pregătirea apei are loc în doi pași. În timpul primului pas, se aplică energie termică, încălzind apa la 40 de grade, iar în timpul celui de-al doilea pas, apa este încălzită la 60 de grade.

Conexiune de tip serial

Schema secvențială în două etape
O astfel de schemă este implementată în cadrul unuia dintre dispozitivele pentru schimbul de căldură al alimentării cu apă caldă, iar acest tip de schimbător de căldură este mult mai complicat ca proiectare în comparație cu schemele standard. De asemenea, va costa mult mai mult.

Schimbătoare de căldură cu coajă și tuburi

Prin urmare, foarte des calculul unui astfel de aparat se scurge ușor în calculul unui schimbător de căldură cu coajă și tub. Acesta este un aparat în care un pachet de țevi este situat într-o singură carcasă (carcasă), spălată de diferiți agenți de răcire, în funcție de scopul echipamentului. De exemplu, în condensatoare, agentul frigorific este introdus în mantaua și apa în țevi. Cu această metodă de mișcare a mediilor, este mai convenabil și mai eficient să controlați funcționarea aparatului. În evaporatoare, dimpotrivă, agentul frigorific fierbe în tuburi și, în același timp, acestea sunt spălate de lichidul răcit (apă, saramură, glicoli etc.). Prin urmare, calculul unui schimbător de căldură cu coajă și tub este redus la minimizarea dimensiunii echipamentului. În timp ce se joacă cu diametrul carcasei, diametrul și numărul țevilor interioare și lungimea aparatului, inginerul atinge valoarea calculată a suprafeței schimbului de căldură.

Determinarea coeficientului de transfer termic

Pentru calculele preliminare ale echipamentelor de schimb de căldură și diferite tipuri de verificări, se utilizează valori aproximative ale coeficienților, standardizate pentru anumite categorii:

• coeficienți de transfer de căldură pentru condensarea vaporilor de apă - de la 4000 la 15000 W / (m2K);
• coeficienți de transfer de căldură pentru mișcarea apei prin conducte - de la 1200 la 5800 W / (m2K);
• coeficienți de transfer de căldură de la condensul vaporos la apă - de la 800 la 3500 W / (m2K).

Calculul exact al coeficientului de transfer de căldură (K) se efectuează conform următoarei formule:

În această formulă:

• α1 este coeficientul de transfer de căldură pentru mediul de încălzire (exprimat în W / (m2K));
• α2 este coeficientul de transfer de căldură pentru purtătorul de căldură încălzit (exprimat în W / (m2K));
• δst - parametru al grosimii peretelui țevii (exprimat în metri);
• λst - coeficient de conductivitate termică a materialului utilizat pentru conductă (exprimat în W / (m * K)).

O astfel de formulă dă un rezultat „ideal”, care de obicei nu corespunde 100% stării reale de lucruri. Prin urmare, un alt parametru este adăugat la formula - Rzag.

Acesta este un indicator al rezistenței termice a diferiților contaminanți care se formează pe suprafețele de încălzire ale țevii (adică la scară obișnuită etc.)

Formula indicatorului de poluare arată astfel:

R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2

În această formulă:

• δ1 este grosimea stratului de sedimente de pe partea interioară a țevii (în metri);
• δ2 este grosimea stratului de sedimente din exteriorul conductei (în metri);
• λ1 și λ2 sunt valorile coeficienților de conductivitate termică pentru straturile corespunzătoare de poluare (exprimate în W / (m * K)).

Schimbătoare de căldură cu aer

Unul dintre cele mai comune schimbătoare de căldură de astăzi sunt schimbătoarele de căldură tubulare cu aripioare. Se mai numesc colaci. Oriunde nu sunt instalate, începând de la unitățile fan coil (de la engleza fan + coil, adică „fan” + „coil”) în blocurile interne ale sistemelor split și se termină cu recuperatoare gigant de gaze arse (extracția căldurii din gazele arse transferați-l pentru necesități de încălzire) în centrale termice la CET. De aceea, proiectarea unui schimbător de căldură cu bobină depinde de aplicația în care schimbătorul de căldură va intra în funcțiune. Răcitoarele de aer industriale (VOP), instalate în camere de congelare a cărnii, în congelatoare cu temperaturi scăzute și la alte obiecte de refrigerare a alimentelor, necesită anumite caracteristici de proiectare în performanța lor. Distanța dintre lamele (aripioarele) ar trebui să fie cât mai mare posibil pentru a crește timpul de funcționare continuă între ciclurile de dezghețare. Evaporatoarele pentru centrele de date (centre de procesare a datelor), dimpotrivă, sunt făcute cât mai compacte posibil, limitând distanța la minimum. Astfel de schimbătoare de căldură funcționează în „zone curate” înconjurate de filtre fine (până la clasa HEPA), prin urmare, un astfel de calcul al schimbătorului de căldură tubular se efectuează cu accent pe minimizarea dimensiunii.

Schimbătoare de căldură cu plăci

În prezent, schimbătoarele de căldură cu plăci au o cerere stabilă. Conform designului lor, acestea sunt complet pliabile și semi-sudate, brazate cu cupru și brazate cu nichel, sudate și brazate prin metoda de difuzie (fără lipire). Proiectarea termică a unui schimbător de căldură cu plăci este suficient de flexibilă și nu este deosebit de dificilă pentru un inginer. În procesul de selecție, puteți juca cu tipul de plăci, adâncimea de perforare a canalelor, tipul de nervuri, grosimea oțelului, diferite materiale și, cel mai important - numeroase modele de dispozitive de dimensiuni standard. Astfel de schimbătoare de căldură sunt scăzute și largi (pentru încălzirea cu abur a apei) sau ridicate și înguste (schimbătoare de căldură de separare pentru sistemele de aer condiționat). Acestea sunt adesea folosite pentru medii de schimbare de fază, adică ca condensatoare, evaporatoare, supraîncălzitoare, pre-condensatoare etc. Este puțin mai dificil să se efectueze calculul termic al unui schimbător de căldură care funcționează conform unei scheme bifazice decât un schimbător de căldură lichid-lichid, dar pentru un inginer experimentat, această sarcină este rezolvabilă și nu deosebit de dificilă. Pentru a facilita astfel de calcule, proiectanții moderni folosesc baze de calculatoare inginerești, unde puteți găsi o mulțime de informații necesare, inclusiv diagrame ale stării oricărui agent frigorific în orice scanare, de exemplu, programul CoolPack.

Calculul unui schimbător de căldură cu plăci - cum să determinați parametrii corecți?

Principiile generale ale proiectării schemelor de alimentare cu căldură

Sistemul de alimentare cu căldură este un sistem pentru transportul energiei termice (sub formă de apă încălzită sau abur) dintr-o sursă de căldură către consumatorul său.
Sistemul de alimentare cu căldură constă în esență din trei părți: o sursă de căldură, un consumator de căldură, o rețea de căldură - care servește la transportul căldurii de la o sursă la un consumator.

1. Cazanul cu abur la o centrală de cogenerare sau cazan.
2. Schimbător de căldură în rețea.
3. Pompă de circulație.
4. Schimbător de căldură pentru sistemul de alimentare cu apă caldă.
5. Schimbător de căldură al sistemului de încălzire.

Rolul elementelor circuitului:

• unitatea cazanului - o sursă de căldură, transferul căldurii de ardere a combustibilului la lichidul de răcire;
• echipamente de pompare - crearea unei circulații a lichidului de răcire;
• conductă de alimentare - furnizarea lichidului de răcire încălzit de la sursă către consumator;
• conducta de retur - returul purtătorului de căldură răcit la sursă de la consumator;
• echipamente de schimb de căldură - conversia energiei termice.

Diagramele de temperatură

În țara noastră, a fost adoptată o reglementare de înaltă calitate a alimentării cu energie termică a consumatorilor. Adică, fără a modifica debitul lichidului de răcire prin sistemul consumator de căldură, diferența de temperatură la intrarea și ieșirea sistemului se schimbă.

Acest lucru se realizează prin schimbarea temperaturii în conducta de curgere în funcție de temperatura exterioară. Cu cât temperatura exterioară este mai scăzută, cu atât este mai mare temperatura de curgere. În consecință, temperatura țevii de retur se schimbă și în funcție de această relație. Și toate sistemele care consumă căldură sunt proiectate având în vedere aceste cerințe.

Graficele dependenței de temperatură a agentului de răcire în conductele de alimentare și retur sunt denumite graficul temperaturii sistemului de alimentare cu căldură.

Programul de temperatură este stabilit de sursa de alimentare cu căldură în funcție de capacitatea sa, de cerințele rețelelor de încălzire și de cerințele consumatorilor. Curbele de temperatură sunt denumite în funcție de temperaturile maxime din conductele de alimentare și retur: 150/70, 95/70 ...

Tăierea graficului din partea superioară - atunci când camera cazanului nu are capacitate suficientă.

Decuparea graficului în partea de jos - pentru a asigura operabilitatea sistemelor ACM.

Sistemele de încălzire funcționează în principal conform programului 95/70 pentru a asigura o temperatură medie în încălzitor de 82,5 ° C la -30 ° C.

Dacă temperatura necesară în conducta de alimentare este asigurată de sursa de căldură, atunci temperatura necesară în conducta de retur este furnizată de consumatorul de căldură cu sistemul său de consum de căldură. Dacă există o supraestimare a temperaturii apei de retur de la consumator, atunci aceasta înseamnă funcționarea nesatisfăcătoare a sistemului său și implică amenzi, deoarece duce la o deteriorare a funcționării sursei de căldură. În același timp, eficiența acestuia scade. Prin urmare, există organizații speciale de control care monitorizează faptul că sistemele consumatoare de căldură ale consumatorilor dau temperatura apei de retur în conformitate cu programul de temperatură sau mai mic. Cu toate acestea, în unele cazuri, o astfel de supraestimare este permisă, de exemplu. la instalarea schimbătorilor de căldură pentru încălzire.

Programul 150/70 va permite transferul de căldură dintr-o sursă de căldură cu consum redus de purtător de căldură, cu toate acestea, un purtător de căldură cu o temperatură peste 105 ° C nu poate fi furnizat sistemelor de încălzire a locuințelor. Prin urmare, programul este redus, de exemplu, cu 95/70. Coborârea se realizează prin instalarea unui schimbător de căldură sau prin amestecarea apei de retur în conducta de alimentare.

Hidraulica rețelei de încălzire

Circulația apei în sistemele de alimentare cu căldură este realizată de pompe de rețea la cazane și puncte de încălzire. Deoarece lungimea liniilor este destul de mare, diferența de presiune în conductele de alimentare și retur, pe care le creează pompa, scade cu distanța față de pompă.

Se poate observa din figură că cel mai îndepărtat consumator are cea mai mică cădere de presiune disponibilă. Adică.pentru funcționarea normală a sistemelor sale consumatoare de căldură, este necesar ca acestea să aibă cea mai mică rezistență hidraulică pentru a asigura fluxul de apă necesar prin ele.

Calculul schimbătorilor de căldură cu plăci pentru sistemele de încălzire

Apa de încălzire poate fi preparată prin încălzirea într-un schimbător de căldură.

Cand calculul unui schimbător de căldură cu plăci pentru a obține apă de încălzire, datele inițiale sunt luate pentru cea mai rece perioadă, adică atunci când sunt necesare cele mai înalte temperaturi și, în consecință, cel mai mare consum de căldură. Acesta este cel mai rău caz pentru un schimbător de căldură proiectat pentru încălzire.

O caracteristică specială a calculului unui schimbător de căldură pentru un sistem de încălzire este o temperatură de reîntoarcere a apei supraestimată pe partea de încălzire. Acest lucru este permis în mod intenționat, deoarece orice schimbător de căldură de suprafață, în principiu, nu poate răci apa de retur la temperatura graficului, dacă apa cu temperatura graficului intră în intrarea în schimbătorul de căldură pe partea încălzită. De obicei, este permisă o diferență de 5-15 ° C.

Calculul schimbătorilor de căldură cu plăci pentru sistemele de apă caldă menajeră

Cand calculul schimbatoarelor de caldura cu placi pentru sistemele de apa calda Datele inițiale sunt luate pentru perioada de tranziție, adică atunci când temperatura lichidului de răcire este scăzută (de obicei 70 ° C), apa rece are cea mai scăzută temperatură (2-5 ° C) și sistemul de încălzire funcționează în continuare - acestea sunt lunile mai-septembrie. Acesta este cel mai rău caz pentru schimbătorul de căldură ACM.

Sarcina de proiectare pentru sistemele de apă caldă menajeră este determinată pe baza disponibilității la instalația în care sunt instalate schimbătoarele de căldură ale rezervoarelor de stocare.

În absența rezervoarelor, schimbătoarele de căldură cu plăci sunt proiectate pentru sarcină maximă. Adică, schimbătoarele de căldură trebuie să asigure încălzirea apei chiar și la consumul maxim de apă.

Cu rezervoarele de stocare, schimbătoarele de căldură cu plăci sunt proiectate pentru o încărcare medie orară. Rezervoarele de acumulator sunt alimentate în mod constant pentru a compensa extragerea maximă. Schimbătoarele de căldură trebuie să alimenteze numai rezervoarele.

Raportul dintre sarcina orară maximă și medie, în unele cazuri, ajunge de 4-5 ori.

Vă rugăm să rețineți că este convenabil să calculați schimbătoarele de căldură cu plăci în propriul nostru program de calcul "Ridan".