Doskový výmenník tepla na prívod teplej vody. Čo treba hľadať pri výbere.

Výpočet výmenníka tepla v súčasnosti netrvá dlhšie ako päť minút. Každá organizácia, ktorá takéto zariadenie vyrába a predáva, spravidla poskytuje každému vlastný výberový program. Môžete si ho stiahnuť zadarmo z webovej stránky spoločnosti, alebo prídu za vami do kancelárie ich technici a nainštalujú si ich zadarmo. Aký správny je však výsledok takýchto výpočtov, je možné sa mu spoľahnúť a nie je výrobca mazaný, keď bojuje v tendri so svojimi konkurentmi? Kontrola elektronickej kalkulačky si vyžaduje znalosť alebo aspoň pochopenie metodiky výpočtu pre moderné výmenníky tepla. Pokúsme sa prísť na podrobnosti.

Čo je výmenník tepla

Pred výpočtom výmenníka tepla si uvedomme, o aké zariadenie ide? Prístroj na výmenu tepla a hmoty (alias výmenník tepla alias výmenník tepla alebo TOA) je zariadenie na prenos tepla z jedného nosiča tepla do druhého. V procese zmeny teplôt chladiacich kvapalín sa menia aj ich hustoty a podľa toho aj hmotnostné ukazovatele látok. Preto sa také procesy nazývajú prenos tepla a hmoty.

Základné pojmy prenosu tepla pre výpočet

Výmenníky tepla sa počítajú na základe základných informácií o zákonoch o výmene tepla.

V tomto článku sa pozrieme na niektoré z konceptov použitých pri takýchto výpočtoch.

• Špecifické teplo je množstvo tepelnej energie potrebnej na zahriatie 1 kilogramu látky na 1 stupeň Celzia. Na základe informácií o tepelnej kapacite sa ukazuje, koľko tepla sa akumuluje. Pre výpočty tepelnej energie sa priemerná hodnota tepelnej kapacity berie v určitom rozsahu teplotných ukazovateľov.

• Nazýva sa množstvo tepelnej energie potrebnej na zahriatie 1 kg látky z nuly na požadovanú teplotu špecifická entalpia.

• Merné teplo chemických premien je množstvo tepelnej energie uvoľnenej v procese chemickej premeny ľubovoľnej jednotky hmotnosti látky.

• Merné teplo fázových transformácií určuje množstvo tepelnej energie absorbovanej alebo uvoľnenej počas transformácie ktorejkoľvek jednotky hmotnosti látky z tuhej na kvapalnú, z kvapalného do plynného stavu agregácie atď.

Online kalkulačka na výpočet výmenníka tepla vám pomôže získať riešenie za 15 minút. Alebo môžete použiť teóriu pre doskový výmenník tepla, ktorá je uvedená nižšie v tomto článku, a sami môžete vykonať potrebné výpočty.

Druhy prenosu tepla

Teraz si povieme niečo o druhoch prenosu tepla - sú iba tri. Žiarenie - prenos tepla žiarením. Ako príklad si môžete predstaviť opaľovanie sa na pláži v teplom letnom dni. A takéto výmenníky tepla sa dajú dokonca nájsť na trhu (rúrkové ohrievače vzduchu). Najčastejšie však na vykurovanie obytných miestností, miestností v byte kupujeme olejové alebo elektrické radiátory. Toto je príklad iného typu prenosu tepla - konvekcie. Konvekcia môže byť prirodzená, nútená (digestor a v skrinke je rekuperátor) alebo mechanicky indukovaná (napríklad ventilátorom). Posledný typ je oveľa efektívnejší.

Najefektívnejším spôsobom prenosu tepla je však tepelná vodivosť, alebo, ako sa tiež nazýva, vedenie (z anglického vedenia - „vedenie“). Každý inžinier, ktorý sa chystá vykonať tepelný výpočet výmenníka tepla, v prvom rade uvažuje o výbere efektívneho zariadenia v čo najmenších rozmeroch.A to sa dosahuje práve vďaka tepelnej vodivosti. Príkladom toho je najefektívnejší TOA súčasnosti - doskové výmenníky tepla. Doska TOA je podľa definície výmenník tepla, ktorý prenáša teplo z jednej chladiacej kvapaliny na druhú cez stenu, ktorá ich oddeľuje. Maximálna možná styčná plocha medzi dvoma médiami vám spolu so správne vybranými materiálmi, profilom dosiek a ich hrúbkou umožňuje minimalizovať veľkosť vybraného zariadenia pri zachovaní pôvodných technických charakteristík požadovaných v technologickom postupe.

Typy výmenníkov tepla

Pred výpočtom výmenníka tepla sú určené s jeho typom. Všetky TOA možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín: rekuperačné a regeneračné výmenníky tepla. Hlavný rozdiel medzi nimi je nasledovný: v rekuperačnom TOA dochádza k výmene tepla stenou oddeľujúcou dve chladiace látky a v regeneratívnom TOA majú tieto dve médiá priamy kontakt navzájom, často sa miešajú a vyžadujú následnú separáciu v špeciálnych odlučovačoch. Regeneračné výmenníky tepla sa delia na zmiešavacie a výmenníky tepla s náplňou (stacionárne, klesajúce alebo medziľahlé). Stručne povedané, príkladom miešania TOA je vedro horúcej vody vystavené mrazu alebo pohár horúceho čaju vložený do chladničky na ochladenie (nikdy to nerobte!). A naliatím čaju do podšálky a jeho ochladením týmto spôsobom získame príklad regeneračného výmenníka tepla s dýzou (podšálka v tomto príklade hrá úlohu dýzy), ktorá najskôr kontaktuje okolitý vzduch a meria jeho teplotu , a potom odoberie časť tepla z horúceho čaju, ktorý sa do neho vleje., pričom sa snaží uviesť obe médiá do tepelnej rovnováhy. Ako sme však už zistili skôr, je efektívnejšie využívať na prenos tepla z jedného média do druhého tepelnú vodivosť, preto sú dnes samozrejme užitočné TOA, ktoré sú dnes z hľadiska prenosu tepla užitočnejšie (a často sa používajú) rekuperačný.

Príklad výpočtu výmenníka tepla

Na výpočet požadovaného výkonu (Q0), použije sa vzorec tepelnej bilancie. Tu St pôsobí ako špecifická tepelná kapacita (tabuľková hodnota). Pre zjednodušenie výpočtov môžete použiť zníženú úroveň tepelnej kapacity

Je potrebné mať na pamäti, že v súlade s vzorcom, bez ohľadu na stranu, na ktorej sa výpočet vykonáva.

Ďalej musíte nájsť požadovanú povrchovú plochu na základe základnej rovnice prechodu tepla, kde k je koeficient prestupu tepla a ΔTav log. - priemerná logaritmická teplota, vypočítaná podľa vzorca:

S neistým koeficientom prestupu tepla sa doskový výmenník tepla počíta pomocou zložitejšej metódy. Vzorec sa môže použiť na výpočet Reynoldsovho kritéria.

Keď v tabuľke nájdeme hodnotu Prandtlovho kritéria, ktoré potrebujeme, môžeme vypočítať Nusseltovo kritérium vzorca, kde n = 0,3 - pri chladení kvapaliny, n = 0,4 - pri ohreve kvapaliny.

Ďalej na základe vzorca môžete vypočítať koeficient prestupu tepla z ktoréhokoľvek nosiča tepla na stenu a podľa vzorca určiť koeficient prestupu tepla nahradený vzorcom, z ktorého sa počíta plocha povrchu prestupu tepla.

Tepelný a štrukturálny výpočet

Akýkoľvek výpočet rekuperačného výmenníka tepla je možné vykonať na základe výsledkov tepelných, hydraulických a pevnostných výpočtov. Sú zásadné, povinné pri navrhovaní nového zariadenia a tvoria základ výpočtovej metódy pre nasledujúce modely linky rovnakého typu prístroja. Hlavnou úlohou tepelného výpočtu TOA je určiť požadovanú plochu teplovýmennej plochy pre stabilnú prevádzku výmenníka tepla a zachovanie požadovaných parametrov média na výstupe.Dosť často sa pri takýchto výpočtoch dáva inžinierom ľubovoľné hodnoty hmotnostných a veľkostných charakteristík budúceho zariadenia (materiál, priemer potrubia, rozmery plechu, geometria lúča, typ a materiál plutiev atď.), Preto po tepelný sa zvyčajne vykonáva konštruktívny výpočet výmenníka tepla. Skutočne, ak v prvej etape inžinier vypočítal požadovanú povrchovú plochu pre daný priemer potrubia, napríklad 60 mm, a dĺžka výmenníka tepla sa tak ukázala byť asi šesťdesiat metrov, potom je logickejšie predpokladať, že prechod na viacprechodový výmenník tepla alebo na plášťový a trubicový typ alebo na zväčšenie priemeru rúr.

Hydraulický výpočet

Vykonávajú sa hydraulické alebo hydromechanické, ako aj aerodynamické výpočty s cieľom zistiť a optimalizovať hydraulické (aerodynamické) tlakové straty vo výmenníku tepla a tiež vypočítať náklady na energiu na ich prekonanie. Výpočet akejkoľvek cesty, kanála alebo potrubia na priechod chladiacej kvapaliny predstavuje pre človeka primárnu úlohu - zintenzívniť proces prenosu tepla v tejto oblasti. To znamená, že jedno médium by sa malo prenášať a druhé by malo prijímať čo najviac tepla v minimálnom intervale jeho toku. Na tento účel sa často používa ďalšia povrchová plocha na výmenu tepla vo forme rozvinutého povrchového rebrovania (na oddelenie medznej laminárnej podvrstvy a na zvýšenie turbulencie toku). Optimálny vyvážený pomer hydraulických strát, výmennej plochy tepla, hmotnostných a rozmerových charakteristík a odobratého tepelného výkonu je výsledkom kombinácie tepelného, ​​hydraulického a konštruktívneho výpočtu TOA.

Výpočet overenia

Výpočet výmenníka tepla sa vykonáva v prípade, keď je potrebné položiť rezervu pre výkon alebo pre plochu výmenníka tepla. Povrch je vyhradený z rôznych dôvodov a v rôznych situáciách: ak je to požadované v súlade s referenčnými podmienkami, ak sa výrobca rozhodne pridať ďalšiu rezervu, aby sa zabezpečilo, že takýto výmenník tepla bude fungovať, a aby sa minimalizovalo chyby vo výpočtoch. V niektorých prípadoch je na zaokrúhlenie výsledkov konštrukčných rozmerov potrebná nadbytočnosť, v iných (výparníky, ekonomizéry) sa do výpočtu kapacity kontaminácie výmenníka tepla kompresorovým olejom prítomným v chladiacom okruhu osobitne zavádza povrchová rezerva. A treba brať do úvahy nízku kvalitu vody. Po určitom čase nepretržitej činnosti výmenníkov tepla, najmä pri vysokých teplotách, sa na povrchu výmenníka tepla usadzuje vodný kameň, ktorý znižuje koeficient prestupu tepla a nevyhnutne vedie k parazitickému zníženiu odvodu tepla. Preto príslušný technik pri výpočte výmenníka tepla voda-voda venuje osobitnú pozornosť dodatočnej redundancii tepelne výmennej plochy. Vykonáva sa tiež overovací výpočet s cieľom zistiť, ako bude vybrané zariadenie pracovať v iných, sekundárnych režimoch. Napríklad v centrálnych klimatizáciách (jednotky prívodu vzduchu) sa prvý a druhý ohrievač, ktoré sa používajú v chladnej sezóne, často používajú v lete na ochladzovanie prichádzajúceho vzduchu dodávaním studenej vody do rúrok vzduchového výmenníka tepla. Ako budú fungovať a aké parametre budú rozdávať, vám umožní vyhodnotiť overovací výpočet.

Povinné údaje

Na výpočet výmenníka tepla je potrebné uviesť nasledujúce údaje:

• vstupné a výstupné teploty na obidvoch okruhoch. Čím väčší je rozdiel medzi nimi, tým menšie sú rozmery a cena vhodného výmenníka tepla;
• maximálna úroveň tlaku a teploty pracovného média. Čím sú parametre nižšie, tým je jednotka lacnejšia;
• ukazovateľ hmotnostného prietoku chladiacej kvapaliny v obidvoch okruhoch. Určuje priepustnosť jednotiek.Najčastejšie sa indikuje spotreba vody. Ak vynásobíte údaje o priepustnosti a hustote, získate celkový hmotnostný tok;
• tepelný výkon (záťaž). Určuje množstvo tepla, ktoré jednotka vydáva. Výpočet tepelného zaťaženia výmenníka tepla sa vykonáva podľa vzorca P = m × cp × δt, kde m znamená prietok média, cp je špecifická tepelná kapacita a δt je teplotný rozdiel pri vstup a výstup okruhu.

Na výpočet prestupu tepla výmenníka tepla je potrebné vziať do úvahy ďalšie charakteristiky. Typ pracovného média a jeho index viskozity určujú materiál výmenníka tepla. Budete potrebovať údaje o priemernej teplotnej vrstve (vypočítanej podľa vzorca) a o úrovni kontaminácie pracovného prostredia. Posledný parameter sa zohľadňuje zriedka, pretože sa vyžaduje iba vo výnimočných prípadoch.

Výpočet výkonu výmenníka tepla vyžaduje presné informácie o vyššie uvedených parametroch. Informácie možno získať od TU alebo zmluvy od organizácie dodávajúcej teplo, ako aj TOR inžiniera.

Výskumné výpočty

Výskumné výpočty TOA sa uskutočňujú na základe získaných výsledkov tepelných a overovacích výpočtov. Spravidla sú potrebné na vykonanie posledných zmien a doplnení konštrukcie premietaného prístroja. Vykonávajú sa tiež za účelom korekcie akýchkoľvek rovníc stanovených v implementovanom výpočtovom modeli TOA, získanom empiricky (podľa experimentálnych údajov). Vykonávanie výskumných výpočtov zahŕňa desiatky a niekedy stovky výpočtov podľa špeciálneho plánu vyvinutého a implementovaného vo výrobe podľa matematickej teórie plánovania experimentov. Podľa výsledkov sa odhaľuje vplyv rôznych podmienok a fyzikálnych veličín na ukazovatele výkonnosti TOA.

Ostatné výpočty

Pri výpočte plochy výmenníka tepla nezabudnite na odolnosť materiálov. Výpočty pevnosti TOA zahŕňajú kontrolu projektovanej jednotky na napätie, krútenie, na aplikáciu maximálnych prípustných pracovných momentov na diely a zostavy budúceho výmenníka tepla. Pri minimálnych rozmeroch musí byť výrobok odolný, stabilný a zaručujúci bezpečnú prevádzku v rôznych, aj tých najnáročnejších prevádzkových podmienkach.

Dynamický výpočet sa vykonáva s cieľom určiť rôzne charakteristiky výmenníka tepla pri rôznych prevádzkových režimoch.

Výmenníky tepla rúrka v trubici

Uvažujme o najjednoduchšom výpočte výmenníka tepla potrubie. Štrukturálne je tento typ TOA čo najviac zjednodušený. Spravidla sa do vnútornej rúry prístroja zavádza horúce chladivo, aby sa minimalizovali straty, a chladiace chladivo sa vypúšťa do plášťa alebo do vonkajšej rúry. Úloha inžiniera sa v tomto prípade zníži na určenie dĺžky takého výmenníka tepla na základe vypočítanej plochy teplovýmennej plochy a daných priemerov.

Tu treba dodať, že v termodynamike sa zavádza koncept ideálneho výmenníka tepla, to znamená prístroj nekonečnej dĺžky, kde chladiace látky pracujú v protiprúde a teplotný rozdiel sa medzi nimi plne spúšťa. Dizajn trubice v trubici je najviac podobný splneniu týchto požiadaviek. A ak prevádzkujete chladiace kvapaliny v protiprúde, bude to takzvaný „skutočný protiprúd“ (a nie priečny prúd, ako v doske TOA). Teplotná hlavica sa najefektívnejšie spúšťa pri takejto organizácii pohybu. Pri výpočte výmenníka tepla typu potrubie v potrubí by mal byť človek realistický a nemal by zabúdať na logistický komponent, ako aj na ľahkú inštaláciu. Dĺžka vozidla na prepravu automobilov je 13,5 metra a nie všetky technické miestnosti sú prispôsobené na približovanie a inštaláciu zariadení tejto dĺžky.

Schémy zapojenia

Výmenník tepla pracujúci na princípe voda-voda má niekoľko rôznych schém zapojenia, slučky primárneho typu sú však namontované na distribučné potrubia vykurovacej siete (môžu byť súkromné ​​alebo predávané mestskými službami) a sekundárny typ slučky sú namontované na vodovodnom potrubí.
Najčastejšie záleží len na rozhodnutiach o projekte, aký typ pripojenia je povolené použiť. Schéma inštalácie a jej výber tiež vychádzajú z noriem „Projektovanie vykurovacích jednotiek“ a z normy spoločného podniku pod číslom 41-101-95. Ak sa pomer a rozdiel maximálneho možného tepelného toku vody na dodávku teplej vody k tepelnému toku na vykurovanie určuje v rozmedzí od ≤0,2 do ≥1, potom je základom schéma zapojenia v jednom stupni, a ak od 0,2≤ na ≤ 1, potom na dva stupne ...

Štandardné

Najjednoduchšia a nákladovo najefektívnejšia schéma, ktorá sa má implementovať, je paralelná. V tejto schéme sú výmenníky tepla namontované do série s ohľadom na regulačné ventily, to znamená uzatváracie ventily, ako aj paralelne s celou vykurovacou sieťou. Na dosiahnutie maximálnej výmeny tepla v systéme sú potrebné vysoké miery spotreby tepelných nosičov.

Dvojstupňová schéma

Dvojstupňový zmiešaný systém
Ak používate dvojstupňovú schému, potom sa s ňou voda ohrieva buď v páre nezávislých zariadení, alebo v monoblokovej inštalácii. Je dôležité mať na pamäti, že schéma inštalácie a jej zložitosť budú závisieť od celkovej konfigurácie siete. Na druhej strane pri dvojstupňovej schéme stúpa úroveň efektívnosti celého systému a klesá aj spotreba tepelných nosičov (až okolo 40 percent).

Pri tejto schéme príprava vody prebieha v dvoch krokoch. V prvom kroku sa aplikuje tepelná energia, ktorá ohrieva vodu na 40 stupňov, a v druhom kroku sa voda ohrieva na 60 stupňov.

Pripojenie sériového typu

Dvojstupňová sekvenčná schéma
Takáto schéma je implementovaná v rámci jedného zo zariadení na výmenu tepla dodávkou teplej vody a tento typ výmenníka tepla je v porovnaní so štandardnými schémami konštrukčne oveľa komplikovanejší. Bude to stáť aj oveľa viac.

Škrupinové a rúrkové výmenníky tepla

Preto veľmi často výpočet takého zariadenia plynulo prechádza do výpočtu plášťového a trubicového výmenníka tepla. Jedná sa o zariadenie, v ktorom je zväzok rúrok umiestnený v jednom plášti (plášti), ktorý je umytý rôznymi chladiacimi kvapalinami, v závislosti od účelu zariadenia. Napríklad v kondenzátoroch je chladivo natekané do plášťa a voda do potrubí. Pri tomto spôsobe premiestňovania média je pohodlnejšie a efektívnejšie riadiť činnosť prístroja. Vo výparníkoch naopak chladivo v rúrkach vrie a súčasne ich umyje ochladená kvapalina (voda, soľanky, glykoly atď.). Preto sa výpočet výmenníka tepla typu shell-and-tube obmedzuje na minimalizáciu veľkosti zariadenia. Pri hraní s priemerom plášťa, priemerom a počtom vnútorných rúrok a dĺžkou prístroja inžinier dosiahne vypočítanú hodnotu plochy výmenníka tepla.

Stanovenie súčiniteľa prechodu tepla

Pre predbežné výpočty zariadení na výmenu tepla a rôzne druhy kontrol sa používajú približné hodnoty koeficientov, štandardizované pre určité kategórie:

• koeficienty prestupu tepla pre kondenzáciu vodných pár - od 4000 do 15000 W / (m2K);
• koeficienty prestupu tepla pre vodu pohybujúcu sa potrubím - od 1200 do 5800 W / (m2K);
• súčinitele prechodu tepla z parného kondenzátu do vody - od 800 do 3 500 W / (m2K).

Presný výpočet súčiniteľa prechodu tepla (K) sa vykonáva podľa tohto vzorca:

V tomto vzorci:

• α1 je koeficient prestupu tepla pre vykurovacie médium (vyjadrený vo W / (m2K));
• α2 je koeficient prestupu tepla pre ohriaty nosič tepla (vyjadrený vo W / (m2K));
• δst - parameter hrúbky steny potrubia (vyjadrený v metroch);
• λst - koeficient tepelnej vodivosti materiálu použitého na potrubie (vyjadrený vo W / (m * K)).

Takýto vzorec poskytuje „ideálny“ výsledok, ktorý zvyčajne nezodpovedá 100% skutočnému stavu veci. Preto je do vzorca pridaný ešte jeden parameter - Rzag.

Toto je indikátor tepelného odporu rôznych znečisťujúcich látok, ktoré sa tvoria na vykurovacích plochách potrubia (tj. V bežnom meradle atď.)

Vzorec pre indikátor znečistenia vyzerá takto:

R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2

V tomto vzorci:

• δ1 je hrúbka vrstvy sedimentu na vnútornej strane potrubia (v metroch);
• δ2 je hrúbka vrstvy sedimentu na vonkajšej strane potrubia (v metroch);
• λ1 a λ2 sú hodnoty koeficientov tepelnej vodivosti pre príslušné vrstvy znečistenia (vyjadrené vo W / (m * K)).

Vzduchové výmenníky tepla

Jedným z najbežnejších výmenníkov tepla súčasnosti sú rebrované rúrkové výmenníky tepla. Tiež sa nazývajú cievky. Všade tam, kde nie sú nainštalované, počnúc jednotkami fan coil (z anglického fan + coil, tj. „Fan“ + „coil“) vo vnútorných blokoch rozdelených systémov a končiac obrovskými rekuperátormi spalín (odvod tepla z horúcich spalín a preniesť na potreby kúrenia) v kotolniach na KVET. Preto návrh špirálového výmenníka tepla závisí od aplikácie, kde bude tepelný výmenník uvedený do prevádzky. Priemyselné chladiče vzduchu (VOP), ktoré sú inštalované v mraziacich komorách na mäso, v mrazničkách na nízke teploty a v iných objektoch chladenia potravín, si vyžadujú určité konštrukčné vlastnosti. Vzdialenosť medzi lamelami (lamelami) by mala byť čo najväčšia, aby sa predĺžila doba nepretržitej prevádzky medzi cyklami odmrazovania. Výparníky pre dátové centrá (centrá na spracovanie údajov) sú naopak vyrobené čo najkompaktnejšie, pričom medzeru minimalizujú. Takéto výmenníky tepla pracujú v „čistých zónach“ obklopených jemnými filtrami (až do triedy HEPA), preto sa takýto výpočet rúrkového výmenníka tepla vykonáva s dôrazom na minimalizáciu veľkosti.

Doskové výmenníky tepla

V súčasnosti sú doskové výmenníky tepla stabilne žiadané. Podľa ich konštrukcie sú úplne skladacie a čiastočne zvárané, spájkované meďou a niklom, zvárané a spájkované metódou difúzie (bez spájky). Tepelná konštrukcia doskového výmenníka tepla je dostatočne flexibilná a pre inžiniera nie je nijak zvlášť náročná. Vo výberovom procese sa môžete pohrať s typom dosiek, hĺbkou dierovania kanálov, typom rebrovania, hrúbkou ocele, rôznymi materiálmi a čo je najdôležitejšie - s početnými modelmi zariadení rôznych rozmerov štandardnej veľkosti. Takéto výmenníky tepla sú nízke a široké (na parný ohrev vody) alebo vysoké a úzke (oddeľovacie výmenníky tepla pre klimatizačné systémy). Často sa používajú pre médiá na fázovú zmenu, to znamená ako kondenzátory, odparovače, prehrievače, predkondenzátory atď. Je trochu zložitejšie vykonať tepelný výpočet výmenníka tepla pracujúceho podľa dvojfázovej schémy ako výmenník tepla kvapalina-kvapalina, ale pre skúseného inžiniera je táto úloha riešiteľná a nie je nijako zvlášť náročná. Na uľahčenie takýchto výpočtov používajú moderní dizajnéri technické základne počítačov, kde nájdete veľa potrebných informácií vrátane diagramov stavu ľubovoľného chladiva v ľubovoľnom skenovaní, napríklad program CoolPack.

Výpočet doskového výmenníka tepla - ako určiť správne parametre?

Všeobecné zásady navrhovania schém dodávania tepla

Systém zásobovania teplom je systém na prepravu tepelnej energie (vo forme ohriatej vody alebo pary) zo zdroja tepla k spotrebiteľovi.
Systém zásobovania teplom sa v zásade skladá z troch častí: zdroj tepla, spotrebiteľ tepla, tepelná sieť - ktorá slúži na prepravu tepla zo zdroja k spotrebiteľovi.

1. Parný kotol na CHP alebo v kotolni.
2. Sieťový výmenník tepla.
3. Obehové čerpadlo.
4. Výmenník tepla pre systém zásobovania teplou vodou.
5. Výmenník tepla vykurovacieho systému.

Úloha prvkov obvodu:

• kotlová jednotka - zdroj tepla, prenos tepla zo spaľovania paliva na chladiacu kvapalinu;
• čerpacie zariadenie - vytváranie cirkulácie chladiacej kvapaliny;
• prívodné potrubie - dodávka ohriatej chladiacej kvapaliny od zdroja k spotrebiteľovi;
• spätné potrubie - návrat chladeného nosiča tepla k zdroju od spotrebiteľa;
• zariadenie na výmenu tepla - premena tepelnej energie.

Teplotné tabuľky

U nás bola prijatá kvalitná regulácia dodávky tepla spotrebiteľom. To znamená, že bez zmeny prietoku chladiacej kvapaliny cez systém spotrebúvajúci teplo sa mení teplotný rozdiel na vstupe a výstupe zo systému.

To sa dosiahne zmenou teploty v prietokovom potrubí v závislosti od vonkajšej teploty. Čím nižšia je vonkajšia teplota, tým vyššia je teplota prívodu. Podľa toho sa tiež mení teplota spätného potrubia. A všetky systémy, ktoré spotrebúvajú teplo, sú navrhnuté s ohľadom na tieto požiadavky.

Grafy teplotnej závislosti chladiacej kvapaliny v prívodnom a vratnom potrubí sa nazývajú teplotný graf systému zásobovania teplom.

Teplotný plán je stanovený zdrojom dodávky tepla v závislosti od jeho kapacity, požiadaviek vykurovacích sietí a požiadaviek spotrebiteľov. Teplotné krivky sú pomenované podľa maximálnych teplôt v prívodnom a vratnom potrubí: 150/70, 95/70 ...

Odrezanie grafu v hornej časti - keď kotolňa nemá dostatočnú kapacitu.

Odrezanie grafu v dolnej časti - zabezpečenie prevádzkyschopnosti systémov TÚV.

Vykurovacie systémy fungujú hlavne podľa harmonogramu 95/70, aby sa zaistila priemerná teplota v ohrievači 82,5 ° C pri -30 ° C.

Ak je požadovaná teplota v prívodnom potrubí zabezpečená zdrojom tepla, potom je požadovaná teplota v spätnom potrubí zabezpečená odberateľom tepla s jeho systémom spotrebujúcim teplo. Ak dôjde k nadhodnoteniu teploty vratnej vody od spotrebiteľa, znamená to neuspokojivú činnosť jeho systému a vedie k pokutám, pretože to vedie k zhoršeniu činnosti zdroja tepla. Zároveň klesá jeho účinnosť. Preto existujú špeciálne kontrolné organizácie, ktoré monitorujú, či systémy spotrebujúce teplo spotrebiteľom vydávajú teplotu vratnej vody podľa teplotného plánu alebo nižšieho. V niektorých prípadoch je však povolené takéto nadhodnotenie, napr. pri inštalácii vykurovacích výmenníkov tepla.

Časový plán 150/70 umožní prenos tepla zo zdroja tepla s nižšou spotrebou tepelného nosiča, avšak tepelný nosič s teplotou nad 105 ° C nie je možné dodať do vykurovacích systémov domu. Preto sa harmonogram znižuje napríklad o 95/70. Spúšťanie sa vykonáva inštaláciou výmenníka tepla alebo zmiešaním vratnej vody do prívodného potrubia.

Hydraulika vykurovacej siete

Cirkulácia vody v systémoch zásobovania teplom sa vykonáva sieťovými čerpadlami v kotolniach a vykurovacích bodoch. Pretože je dĺžka potrubí dosť veľká, tlakový rozdiel v prívodnom a spätnom potrubí, ktorý čerpadlo vytvára, sa zmenšuje so vzdialenosťou od čerpadla.

Z obrázku je zrejmé, že najodľahlejší spotrebiteľ má najmenší dostupný pokles tlaku. Tj.pre normálnu prevádzku jej systémov spotrebujúcich teplo je potrebné, aby mali najmenší hydraulický odpor, aby sa zabezpečil požadovaný prietok vody cez ne.

Výpočet doskových výmenníkov tepla pre vykurovacie systémy

Vykurovaciu vodu je možné pripraviť ohrevom vo výmenníku tepla.

Kedy výpočet doskového výmenníka tepla na získanie vykurovacej vody, počiatočné údaje sa berú za najchladnejšie obdobie, to znamená, keď sa požadujú najvyššie teploty, a teda aj najvyššia spotreba tepla. Toto je najhorší prípad výmenníka tepla určeného na vykurovanie.

Špeciálnou vlastnosťou výpočtu výmenníka tepla pre vykurovací systém je nadhodnotená teplota vratnej vody na strane kúrenia. Je to zámerne povolené, pretože žiadny povrchový výmenník tepla v zásade nemôže ochladiť spätnú vodu na teplotu grafu, ak voda s teplotou grafu vstupuje do vstupu do výmenníka tepla na vyhrievanej strane. Zvyčajne je povolený rozdiel 5 - 15 ° C.

Výpočet doskových výmenníkov tepla pre systémy TÚV

Kedy výpočet doskových výmenníkov tepla pre teplovodné systémy Počiatočné údaje sa berú za prechodné obdobie, to znamená, keď je teplota prívodného chladiva nízka (zvyčajne 70 ° C), studená voda má najnižšiu teplotu (2 - 5 ° C) a vykurovací systém stále funguje - sú to mesiace máj - september. Toto je najhorší prípad pre výmenník tepla pre TÚV.

Návrhové zaťaženie systémov TÚV sa určuje na základe dostupnosti v zariadení, kde sú inštalované výmenníky tepla zo zásobníkov.

Pri absencii nádrží sú doskové výmenníky tepla navrhnuté pre maximálne zaťaženie. To znamená, že výmenníky tepla musia zabezpečiť ohrev vody aj pri maximálnom odbere vody.

Doskové výmenníky tepla sú so zásobníkmi určené na priemerné hodinové zaťaženie. Akumulačné nádrže sú neustále doplňované, aby sa kompenzoval špičkový odber. Výmenníky tepla musia napájať iba nádrže.

Pomer maximálneho a priemerného hodinového zaťaženia v niektorých prípadoch dosahuje 4-5 krát.

Upozorňujeme, že je výhodné vypočítať doskové výmenníky tepla v našom vlastnom výpočtovom programe „Ridan“.