Sıcak su temini için plakalı ısı eşanjörü. Seçim yaparken nelere dikkat edilmeli.

Isı eşanjörünün hesaplanması şu anda beş dakikadan fazla sürmez. Kural olarak, bu tür ekipmanı üreten ve satan herhangi bir kuruluş, herkese kendi seçim programını sağlar. Bunu şirketin web sitesinden ücretsiz olarak indirebilirsiniz veya teknisyenleri ofisinize gelip ücretsiz olarak kuracaktır. Bununla birlikte, bu tür hesaplamaların sonucu ne kadar doğrudur, ona güvenmek mümkün müdür ve üretici rakipleriyle bir ihalede savaşırken kurnaz değil mi? Elektronik bir hesap makinesini kontrol etmek, modern ısı eşanjörleri için bilgi veya en azından hesaplama metodolojisinin anlaşılmasını gerektirir. Ayrıntıları anlamaya çalışalım.

Isı eşanjörü nedir

Isı eşanjörünü hesaplamadan önce hatırlayalım, bu ne tür bir cihazdır? Bir ısı ve kütle değişim aparatı (aka bir ısı eşanjörü, bir ısı eşanjörü veya TOA olarak da bilinir), ısıyı bir ısı taşıyıcıdan diğerine aktarmak için kullanılan bir cihazdır. Soğutucuların sıcaklıklarını değiştirme sürecinde, yoğunlukları ve buna bağlı olarak maddelerin kütle göstergeleri de değişir. Bu tür işlemlere ısı ve kütle transferi denmesinin nedeni budur.

Hesaplama için ısı transferinin temel kavramları

Isı eşanjörleri, ısı değişim yasalarına ilişkin temel bilgiler kullanılarak hesaplanır.

Bu yazıda, bu tür hesaplamalarda kullanılan bazı kavramları ele alacağız.

• Özısı 1 santigrat derece başına 1 kilogram bir maddenin ısıtılması için gereken ısı enerjisi miktarıdır. Isı kapasitesi ile ilgili bilgilere dayanarak, ne kadar ısı biriktirildiği gösterilir. Isı enerjisi hesaplamaları için, belirli bir sıcaklık göstergesinde ısı kapasitesinin ortalama değeri alınır.

• 1 kg bir maddenin sıfırdan istenen sıcaklığa ısıtılması için gereken ısı enerjisi miktarı denir. özgül entalpi.

• Kimyasal dönüşümlerin özgül ısısı bir maddenin herhangi bir ağırlık biriminin kimyasal dönüşümü sürecinde açığa çıkan ısı enerjisi miktarıdır.

• Faz dönüşümlerinin özgül ısısı Bir maddenin herhangi bir kütle biriminin katıdan sıvıya, sıvıdan gaz halindeki kümelenme durumuna vb. dönüşümü sırasında emilen veya salınan termal enerji miktarını belirler.

Bir ısı eşanjörünü hesaplamak için çevrimiçi bir hesap makinesi, 15 dakika içinde bir çözüm bulmanıza yardımcı olacaktır. Veya bu makalede aşağıda ana hatları verilen plaka tipi bir ısı eşanjörü için teoriyi kullanabilir ve gerekli hesaplamaları kendiniz yapabilirsiniz.

Isı transferi türleri

Şimdi ısı transferi türleri hakkında konuşalım - bunlardan sadece üçü var. Radyasyon - ısının radyasyon yoluyla aktarılması. Örnek olarak ılık bir yaz gününde sahilde güneşlenmeyi düşünebilirsiniz. Ve bu tür ısı eşanjörleri piyasada bile bulunabilir (borulu hava ısıtıcıları). Bununla birlikte, çoğu zaman yaşam alanlarını, bir apartman dairesindeki odaları ısıtmak için, yağlı veya elektrikli radyatörler satın alırız. Bu, başka bir tür ısı transferi örneğidir - konveksiyon. Konveksiyon doğal, zorlamalı (başlık ve kutuda bir reküperatör vardır) veya mekanik olarak indüklenebilir (örneğin bir fan ile) olabilir. İkinci tip çok daha verimlidir.

Bununla birlikte, ısıyı aktarmanın en verimli yolu termal iletkenlik veya aynı zamanda da denildiği gibi iletimdir (İngilizce iletiminden - "iletim"). Bir ısı eşanjörünün termal hesaplamasını yapacak herhangi bir mühendis, her şeyden önce, mümkün olan en küçük boyutlarda verimli ekipman seçmeyi düşünür.Ve bu, tam olarak termal iletkenlik nedeniyle elde edilir. Bunun bir örneği, günümüzün en verimli TOA'sıdır - plakalı ısı eşanjörleri. Plate TOA, tanımı gereği, ısıyı bir soğutucudan diğerine ayıran duvar aracılığıyla aktaran bir ısı eşanjörüdür. Doğru seçilmiş malzemeler, plakaların profili ve kalınlıkları ile birlikte iki ortam arasındaki mümkün olan maksimum temas alanı, teknolojik süreçte gerekli olan orijinal teknik özellikleri korurken, seçilen ekipmanın boyutunu en aza indirmenize olanak tanır.

Eşanjör türleri

Eşanjör hesaplanmadan önce tipi ile belirlenir. Tüm TOA'lar iki büyük gruba ayrılabilir: reküperatif ve rejeneratif ısı eşanjörleri. Aralarındaki temel fark şu şekildedir: reküperatif TOA'da, ısı değişimi iki soğutucuyu ayıran bir duvardan meydana gelir ve rejeneratif TOA'da iki ortam birbiriyle doğrudan temas halindedir, genellikle karıştırılır ve özel ayırıcılarda daha sonra ayrılması gerekir. Rejeneratif ısı eşanjörleri, karıştırma ve ambalajlı ısı eşanjörlerine (sabit, düşen veya ara) ayrılır. Kabaca konuşursak, dona maruz kalan bir kova sıcak su veya soğutmak için buzdolabına konulan bir bardak sıcak çay (asla bunu yapmayın!) Böyle bir karıştırma TOA örneğidir. Ve çayı bir tabağa döküp bu şekilde soğutarak, önce ortam havasıyla temas eden ve sıcaklığını alan bir nozullu rejeneratif ısı eşanjörü (bu örnekteki fincan tabağı bir nozul rolü oynar) örneği ve sonra içine dökülen sıcak çayın ısısının bir kısmını alır ve her iki ortamı da termal dengeye getirmeye çalışır. Bununla birlikte, daha önce de öğrendiğimiz gibi, ısıyı bir ortamdan diğerine aktarmak için ısıl iletkenliği kullanmak daha verimlidir, bu nedenle, günümüzde ısı transferi açısından daha yararlı olan (ve yaygın olarak kullanılan) TOA elbette iyileştirici.

Isı eşanjörü hesaplama örneği

Gerekli gücü hesaplamak için (Q0), ısı dengesi formülü kullanılır. Buraya evlenmek belirli bir ısı kapasitesi görevi görür (tablo değeri). Hesaplamaları basitleştirmek için, azaltılmış ısı kapasitesi seviyesini alabilirsiniz.

Hesaplamanın yapıldığı tarafa bakılmaksızın, formüle göre akılda tutulmalıdır.

Daha sonra, temel ısı transfer denklemine dayalı olarak gerekli yüzey alanını bulmanız gerekir, burada k ısı transfer katsayısı ve ΔTav günlüğü. - aşağıdaki formülle hesaplanan ortalama logaritmik sıcaklık yüksekliği:

Belirsiz bir ısı transfer katsayısı ile, plakalı bir ısı eşanjörü daha karmaşık bir yöntem kullanılarak hesaplanır. Formül, Reynolds kriterini hesaplamak için kullanılabilir.

Tabloda ihtiyacımız olan Prandtl kriterinin değerini bulduktan sonra, formülün Nusselt kriterini hesaplayabiliriz, burada n = 0.3 - sıvıyı soğuturken, n = 0.4 - sıvıyı ısıtırken.

Ayrıca, formüle dayanarak, herhangi bir ısı taşıyıcıdan duvara ısı transfer katsayısını hesaplayabilir ve formüle göre, ısı transfer yüzey alanının hesaplandığı formüle ikame edilen ısı transfer katsayısını belirleyebilirsiniz.

Termal ve yapısal hesaplama

Bir reküperatif ısı eşanjörünün herhangi bir hesaplaması, termal, hidrolik ve mukavemet hesaplamalarının sonuçlarına göre yapılabilir. Bunlar temeldir, yeni ekipmanın tasarımında zorunludur ve aynı tip aparat hattının sonraki modelleri için hesaplama yönteminin temelini oluştururlar. TOA'nın termal hesaplamasının ana görevi, ısı eşanjörünün kararlı çalışması için ısı değişim yüzeyinin gerekli alanını belirlemek ve çıkışta ortamın gerekli parametrelerini korumaktır.Çoğu zaman, bu tür hesaplamalarda, mühendislere gelecekteki ekipmanın kütle ve boyut özelliklerinin keyfi değerleri (malzeme, boru çapı, plaka boyutları, kiriş geometrisi, finisaj tipi ve malzemesi, vb.) termal olan, ısı eşanjörünün yapıcı bir hesaplaması genellikle gerçekleştirilir. Aslında, ilk aşamada mühendis belirli bir boru çapı için gerekli yüzey alanını, örneğin 60 mm hesapladıysa ve ısı eşanjörünün uzunluğunun bu nedenle yaklaşık altmış metre olduğu ortaya çıktıysa, o zaman bir varsaymak daha mantıklı olacaktır. çok geçişli bir ısı eşanjörüne veya bir kabuk ve boru tipine geçiş veya boruların çapını arttırmak.

Hidrolik hesaplama

Isı değiştiricideki hidrolik (aerodinamik) basınç kayıplarını belirlemek ve optimize etmek ve bunların üstesinden gelmek için gereken enerji maliyetlerini hesaplamak için hidrolik veya hidromekanik ve aerodinamik hesaplamalar yapılır. Soğutucunun geçişi için herhangi bir yol, kanal veya borunun hesaplanması, bir kişi için birincil bir görev oluşturur - bu alandaki ısı transfer sürecini yoğunlaştırmak. Yani, bir ortam aktarılmalı ve diğeri, akışının minimum aralığında mümkün olduğunca fazla ısı almalıdır. Bunun için, genellikle geliştirilmiş bir yüzey nervürü şeklinde (sınır laminer alt tabakayı ayırmak ve akış türbülizasyonunu arttırmak için) ek bir ısı değişim yüzeyi kullanılır. Hidrolik kayıpların, ısı değişim yüzey alanının, ağırlık ve boyut özelliklerinin ve kaldırılan ısı gücünün optimum denge oranı, TOA'nın termal, hidrolik ve yapıcı hesaplamalarının bir kombinasyonunun sonucudur.

Doğrulama hesaplaması

Isı eşanjörünün hesaplanması, güç için veya ısı değişim yüzeyinin alanı için bir marj koymak gerektiğinde gerçekleştirilir. Yüzey, çeşitli nedenlerle ve farklı durumlarda ayrılmıştır: Referans şartlarına göre bu gerekliyse, üretici böyle bir ısı eşanjörünün çalışmaya başlayacağından emin olmak ve en aza indirmek için ek bir marj eklemeye karar verirse hesaplamalarda yapılan hatalar. Bazı durumlarda, tasarım boyutlarının sonuçlarını yuvarlamak için fazlalık gerekir, diğerlerinde (buharlaştırıcılar, ekonomizörler), soğutma devresinde bulunan kompresör yağı ile ısı eşanjörünün kirlenme kapasitesinin hesaplanmasına özel olarak bir yüzey marjı eklenir. Ve düşük su kalitesi dikkate alınmalıdır. Isı eşanjörlerinin özellikle yüksek sıcaklıklarda bir süre kesintisiz çalışmasından sonra, aparatın ısı değişim yüzeyinde kireç çökelir, ısı transfer katsayısı azalır ve kaçınılmaz olarak ısının uzaklaştırılmasında parazitik bir azalmaya yol açar. Bu nedenle, yetkin bir mühendis, sudan suya ısı eşanjörünü hesaplarken, ısı değişim yüzeyinin fazladan fazlalığına özellikle dikkat eder. Doğrulama hesaplaması, seçilen ekipmanın diğer ikincil modlarda nasıl çalışacağını görmek için de gerçekleştirilir. Örneğin merkezi klimalarda (hava besleme üniteleri), soğuk mevsimde kullanılan birinci ve ikinci ısıtma ısıtıcıları, genellikle yaz aylarında hava ısı eşanjörünün tüplerine soğuk su sağlayarak gelen havayı soğutmak için kullanılır. Nasıl çalışacakları ve hangi parametreleri verecekleri doğrulama hesaplamasını değerlendirmenize olanak tanır.

Gerekli veriler

Isı eşanjörünü hesaplamak için aşağıdaki verileri sağlamak gerekir:

• her iki devrede de giriş ve çıkış sıcaklıkları. Aralarındaki fark ne kadar büyükse, uygun bir ısı eşanjörünün boyutları ve fiyatı o kadar küçüktür;
• çalışma ortamının maksimum basınç ve sıcaklığı. Parametreler ne kadar düşükse, birim o kadar ucuzdur;
• her iki devrede de soğutucunun kütle akış hızının göstergesi. Birimlerin verimini belirler.Su tüketimi en çok belirtilir. Verim ve yoğunluk rakamlarını çarparsanız, toplam kütle akışını elde edersiniz;
• termal güç (yük). Ünitenin yaydığı ısı miktarını belirler. Isı eşanjörünün ısı yükünün hesaplanması P = m × cp × δt formülüne göre yapılır; burada m, ortamın akış hızı anlamına gelir, cp özgül ısı kapasitesidir ve δt, sıcaklık farkıdır. devrenin girişi ve çıkışı.

Isı eşanjörünün ısı transferini hesaplamak için ek özelliklerin hesaba katılması gerekecektir. Çalışma ortamının türü ve viskozite indeksi, ısı eşanjörünün malzemesini belirler. Ortalama sıcaklık yüksekliği (formülle hesaplanır) ve çalışma ortamının kirlilik seviyesi hakkında verilere ihtiyacınız olacaktır. İkinci parametre, yalnızca istisnai durumlarda gerekli olduğundan nadiren dikkate alınır.

Isı eşanjörü gücünün hesaplanması, yukarıdaki parametreler hakkında doğru bilgi gerektirir. Bilgi, TU'dan veya ısı tedarik organizasyonunun sözleşmesinden ve ayrıca mühendisin TOR'undan elde edilebilir.

Araştırma hesaplamaları

TOA'nın araştırma hesaplamaları, elde edilen termal ve doğrulama hesaplamalarının sonuçlarına göre yapılır. Kural olarak, öngörülen aparatın tasarımında en son değişiklikleri yapmak için gereklidirler. Ayrıca deneysel olarak elde edilen (deneysel verilere göre) uygulanan hesaplama modeli TOA'da belirtilen denklemleri düzeltmek için de gerçekleştirilirler. Araştırma hesaplamalarının yapılması, deney planlamasının matematiksel teorisine göre üretimde geliştirilen ve uygulanan özel bir plana göre onlarca, bazen de yüzlerce hesaplamayı içerir. Sonuçlara göre, çeşitli koşulların ve fiziksel niceliklerin TOA'nın performans göstergeleri üzerindeki etkisi ortaya çıkarılmıştır.

Diğer hesaplamalar

Isı eşanjörünün alanını hesaplarken, malzemelerin direncini unutmayınız. TOA mukavemet hesaplamaları, gelecekteki ısı eşanjörünün parçalarına ve düzeneklerine izin verilen maksimum çalışma momentlerini uygulamak için tasarlanan birimin gerilim, burulma açısından kontrol edilmesini içerir. Minimum boyutlarla ürün dayanıklı, sağlam olmalı ve çeşitli, hatta en stresli çalışma koşullarında güvenli çalışmayı garanti etmelidir.

Değişken çalışma modlarında ısı eşanjörünün çeşitli özelliklerini belirlemek için dinamik hesaplama yapılır.

Tüp içinde tüp ısı eşanjörleri

Boru içi boru ısı eşanjörünün en basit hesaplamasını ele alalım. Yapısal olarak, bu tür bir TOA olabildiğince basitleştirilmiştir. Kural olarak, kayıpları en aza indirmek için aparatın iç borusuna sıcak bir soğutucu verilir ve mahfazaya veya dış boruya bir soğutucu soğutucu verilir. Bu durumda mühendisin görevi, ısı değişim yüzeyinin hesaplanan alanına ve verilen çaplara dayalı olarak böyle bir ısı eşanjörünün uzunluğunu belirlemeye indirgenmiştir.

Buraya, termodinamikte ideal bir ısı eşanjörü kavramının, yani soğutucuların bir karşı akışta çalıştığı ve aralarında sıcaklık farkının tamamen tetiklendiği sonsuz uzunlukta bir aparatın tanıtıldığı eklenmelidir. Tüp içinde tüp tasarımı bu gereksinimleri karşılamaya en yakın olanıdır. Ve eğer soğutucuları bir karşı akışta çalıştırırsanız, o zaman bu "gerçek karşı akış" olacaktır (ve plaka TOA'da olduğu gibi çapraz akış olmayacaktır). Sıcaklık başlığı, böyle bir hareket organizasyonu ile en verimli şekilde tetiklenir. Bununla birlikte, bir boru içi boru ısı eşanjörü hesaplanırken gerçekçi olmalı ve lojistik bileşeni ve kurulum kolaylığı unutulmamalıdır. Eurotruck'un uzunluğu 13,5 metredir ve tüm teknik odalar bu uzunluktaki ekipmanın kaymasına ve kurulumuna uyarlanmamıştır.

Bağlantı şemaları

Sudan suya prensibine göre çalışan bir ısı eşanjörünün birkaç farklı bağlantı şeması vardır, ancak birincil tip halkalar ısıtma şebekesinin dağıtım borularına monte edilir (özel olabilir veya şehir hizmetleri tarafından satılabilir) ve ikincil tip döngüler su tedarik boru hattına monte edilir.
Çoğu zaman, yalnızca proje üzerindeki kararlara ne tür bir bağlantının kullanılmasına izin verildiğine bağlıdır. Ayrıca, kurulum şeması ve seçimi, "ısıtma ünitelerinin tasarımı" normlarına ve 41-101-95 numaralı ortak girişim standardına dayanmaktadır. Sıcak su temini için mümkün olan maksimum su ısı akışının ısıtma için ısı akışına oranı ve farkı ≤0,2 ila ≥1 aralığında belirlenirse, temel, tek aşamadaki bağlantı şemasıdır ve 0,2 ise -1'e, sonra iki dereceye ...

Standart

Uygulanacak en basit ve en uygun maliyetli şema paraleldir. Bu şema ile, ısı eşanjörleri, kontrol vanalarına, yani kapatma vanasına ve tüm ısıtma ağına paralel olarak seri olarak monte edilir. Sistem içerisinde maksimum ısı değişimini sağlamak için, yüksek ısı taşıyıcı tüketim oranlarına ihtiyaç vardır.

İki aşamalı şema

İki aşamalı karışık sistem
İki aşamalı bir şema kullanıyorsanız, onunla birlikte su ya bir çift bağımsız cihazda ya da bir monoblok kurulumda ısıtılır. Kurulum şemasının ve karmaşıklığının genel ağ yapılandırmasına bağlı olacağını unutmamak önemlidir. Öte yandan, iki aşamalı bir şema ile tüm sistemin verimlilik seviyesi artar ve ısı taşıyıcılarının tüketimi de azalır (yaklaşık yüzde 40'a kadar).

Bu şema ile su hazırlama iki aşamada gerçekleşir. İlk aşamada termal enerji uygulanarak su 40 dereceye kadar ısıtılır, ikinci aşamada ise su 60 dereceye kadar ısıtılır.

Seri tip bağlantı

İki aşamalı sıralı şema
Böyle bir şema, sıcak su beslemesinin ısı alışverişi için cihazlardan biri çerçevesinde uygulanmaktadır ve bu tür bir ısı eşanjörü, standart şemalara kıyasla tasarımda çok daha karmaşıktır. Ayrıca çok daha pahalıya mal olacak.

Kabuk ve borulu ısı eşanjörleri

Bu nedenle, çoğu zaman böyle bir aparatın hesaplanması, bir kabuk ve borulu ısı değiştiricinin hesaplanmasına sorunsuz bir şekilde akar. Bu, ekipmanın amacına bağlı olarak çeşitli soğutucularla yıkanan, tek bir kasaya (kasa) bir boru demetinin yerleştirildiği bir aparattır. Örneğin, kondansatörlerde, soğutucu akışkan cekete ve su da borulara aktarılır. Bu medya taşıma yöntemi ile, aparatın çalışmasını kontrol etmek daha rahat ve daha etkilidir. Evaporatörlerde ise tam tersine, soğutucu akışkan tüplerde kaynar ve aynı zamanda soğutulmuş sıvı (su, tuzlu su, glikol vb.) İle yıkanır. Bu nedenle, bir kabuk ve borulu ısı eşanjörünün hesaplanması, ekipmanın boyutunu en aza indirecek şekilde azaltılır. Mühendis, kasanın çapı, iç boruların çapı ve sayısı ve aparatın uzunluğu ile oynarken ısı değişim yüzey alanının hesaplanan değerine ulaşır.

Isı transfer katsayısının belirlenmesi

Isı değişim ekipmanının ön hesaplamaları ve çeşitli kontroller için, belirli kategoriler için standartlaştırılmış katsayıların yaklaşık değerleri kullanılır:

• su buharının yoğunlaşması için ısı transfer katsayıları - 4000 ila 15000 W / (m2K);
• borulardan geçen su için ısı transfer katsayıları - 1200 ila 5800 W / (m2K);
• buharlı kondensattan suya ısı transfer katsayıları - 800 ila 3500 W / (m2K).

Isı transfer katsayısının (K) tam olarak hesaplanması aşağıdaki formüle göre yapılır:

Bu formülde:

• α1, ısıtma ortamı için ısı transfer katsayısıdır (W / (m2K) olarak ifade edilir);
• α2, ısıtılmış ısı taşıyıcı için ısı transfer katsayısıdır (W / (m2K) olarak ifade edilir);
• δst - boru duvar kalınlığı parametresi (metre cinsinden ifade edilir);
• λst - boru için kullanılan malzemenin ısıl iletkenlik katsayısı (W / (m * K) olarak ifade edilir).

Böyle bir formül, genellikle gerçek duruma% 100 karşılık gelmeyen "ideal" bir sonuç verir. Bu nedenle, formül - Rzag'a bir parametre daha eklenir.

Bu, borunun ısıtma yüzeylerinde oluşan çeşitli kirleticilerin ısıl direncinin bir göstergesidir (yani normal ölçek vb.)

Kirlilik göstergesinin formülü şu şekildedir:

R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2

Bu formülde:

• δ1 borunun iç tarafındaki tortu tabakasının kalınlığıdır (metre cinsinden);
• δ2 borunun dışındaki tortu tabakasının kalınlığıdır (metre cinsinden);
• λ1 ve λ2, karşılık gelen kirlilik katmanları için termal iletkenlik katsayılarının değerleridir (W / (m * K) olarak ifade edilir).

Hava ısı eşanjörleri

Günümüzde en yaygın ısı eşanjörlerinden biri kanatlı borulu ısı eşanjörleridir. Ayrıca bobin olarak da adlandırılırlar. Kurulmadıkları her yerde, split sistemlerin iç bloklarındaki fan coil ünitelerinden (İngiliz fan + serpantinden, yani "fan" + "serpantin" den) başlayıp dev baca gazı reküperatörleri ile biter (sıcak baca gazı ve CHP'deki kazan tesislerinde ısıtma ihtiyaçları için aktarın. Bu nedenle, bir serpantinli ısı eşanjörünün tasarımı, ısı eşanjörünün devreye gireceği uygulamaya bağlıdır. Etin hızlı dondurma bölmelerine, düşük sıcaklıktaki donduruculara ve diğer gıda soğutma nesnelerine monte edilen endüstriyel hava soğutucular (VOP'lar), performanslarında belirli tasarım özellikleri gerektirir. Levhalar (kanatlar) arasındaki mesafe, defrost döngüleri arasındaki sürekli çalışma süresini artırmak için mümkün olduğu kadar büyük olmalıdır. Aksine, veri merkezleri (veri işleme merkezleri) için buharlaştırıcılar, aralığı minimuma sıkıştırarak mümkün olduğunca kompakt hale getirilir. Bu tür ısı eşanjörleri, ince filtrelerle (HEPA sınıfına kadar) çevrili "temiz bölgelerde" çalışırlar, bu nedenle, borulu ısı değiştiricinin böyle bir hesaplaması, boyutun en aza indirilmesine vurgu yapılarak gerçekleştirilir.

Plakalı ısı eşanjörleri

Şu anda, plakalı ısı eşanjörleri istikrarlı bir talep görüyor. Tasarımlarına göre tamamen katlanabilir ve yarı kaynaklı, bakır ve nikel lehimli, difüzyon yöntemiyle (lehimsiz) kaynak ve lehimlidirler. Bir plakalı ısı eşanjörünün termal tasarımı yeterince esnektir ve bir mühendis için özellikle zor değildir. Seçim sürecinde, plakaların tipi, kanalların delme derinliği, nervür tipi, çeliğin kalınlığı, farklı malzemeler ve en önemlisi - farklı boyutlarda çok sayıda standart boyutlu cihaz modeli ile oynayabilirsiniz. Bu tür ısı eşanjörleri alçak ve geniştir (suyun buharla ısıtılması için) veya yüksek ve dardır (iklimlendirme sistemleri için ısı eşanjörleri). Genellikle faz değişim ortamı için, yani kondansatörler, buharlaştırıcılar, buhar soğutucular, ön kondansatörler vb. Olarak kullanılırlar. İki fazlı bir şemaya göre çalışan bir ısı eşanjörünün termal hesaplamasını yapmak biraz daha zordur. bir sıvı-sıvı ısı eşanjörü, ancak deneyimli bir mühendis için bu görev çözülebilir ve özellikle zor değil. Bu tür hesaplamaları kolaylaştırmak için, modern tasarımcılar, herhangi bir taramadaki herhangi bir soğutucunun durumunun şemaları, örneğin CoolPack programı dahil olmak üzere birçok gerekli bilgiyi bulabileceğiniz mühendislik bilgisayar tabanlarını kullanır.

Bir plakalı ısı eşanjörünün hesaplanması - doğru parametreler nasıl belirlenir?

Isı tedarik şemalarının tasarımının genel prensipleri

Isı tedarik sistemi, ısı enerjisini (ısıtılmış su veya buhar şeklinde) bir ısı kaynağından tüketicisine taşımak için bir sistemdir.
Isı tedarik sistemi temelde üç bölümden oluşur: ısıyı bir kaynaktan tüketiciye taşımaya yarayan bir ısı kaynağı, bir ısı tüketicisi, bir ısı ağı.

1. Bir CHP veya kazan dairesinde buhar kazanı.
2. Ağ ısı eşanjörü.
3. Sirkülasyon pompası.
4. Sıcak su besleme sistemi için ısı eşanjörü.
5. Isıtma sistemi ısı eşanjörü.

Devre elemanlarının rolü:

• kazan ünitesi - bir ısı kaynağı, yakıtın yanma ısısının soğutucuya aktarılması;
• pompalama ekipmanı - soğutucunun sirkülasyonunu oluşturmak;
• tedarik boru hattı - kaynaktan tüketiciye ısıtılmış soğutma sıvısı temini;
• dönüş boru hattı - soğutulmuş ısı taşıyıcının tüketiciden kaynağa geri dönüşü;
• ısı değişim ekipmanı - ısı enerjisinin dönüşümü.

Sıcaklık çizelgeleri

Ülkemizde tüketicilere yönelik yüksek kaliteli ısı temini yönetmeliği kabul edilmiştir. Yani, soğutucunun ısı tüketen sistemden akış hızını değiştirmeden, sistemin girişindeki ve çıkışındaki sıcaklık farkı değişir.

Bu, dış sıcaklığa bağlı olarak akış borusundaki sıcaklığın değiştirilmesiyle elde edilir. Dış ortam sıcaklığı ne kadar düşükse, akış sıcaklığı o kadar yüksek olur. Buna göre dönüş borusunun sıcaklığı da bu ilişkiye göre değişmektedir. Ve ısıyı tüketen tüm sistemler bu gereksinimler göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır.

Besleme ve dönüş boru hatlarındaki soğutucunun sıcaklığa bağımlılığının grafiklerine ısı besleme sisteminin sıcaklık grafiği denir.

Sıcaklık programı, kapasitesine, ısıtma ağlarının gereksinimlerine ve tüketicilerin gereksinimlerine bağlı olarak ısı kaynağı kaynağı tarafından belirlenir. Sıcaklık eğrileri, besleme ve dönüş boru hatlarındaki maksimum sıcaklıklara göre adlandırılır: 150/70, 95/70 ...

Üst kısımdaki grafiğin kesilmesi - kazan dairesi yeterli kapasiteye sahip olmadığında.

DHW sistemlerinin çalışabilirliğini sağlamak için alt kısımdaki grafiğin kesilmesi.

Isıtma sistemleri, ısıtıcıda -30 ° C'de 82,5 ° C'lik bir ortalama sıcaklık sağlamak için esas olarak 95/70 programına göre çalışır.

Besleme borusunda gerekli sıcaklığın ısı kaynağı tarafından sağlanması durumunda dönüş borusunda gerekli sıcaklık, ısı tüketen sistemi ile ısı tüketicisi tarafından sağlanır. Tüketiciden dönüş suyunun sıcaklığının fazla tahmin edilmesi durumunda, bu, sisteminin yetersiz çalışması anlamına gelir ve ısı kaynağının çalışmasında bir bozulmaya yol açtığı için para cezaları gerektirir. Aynı zamanda verimliliği düşer. Bu nedenle tüketicilerin ısı tüketen sistemlerinin dönüş suyu sıcaklığını sıcaklık programına göre veya daha düşük bir değerde verdiğini izleyen özel kontrol kuruluşları bulunmaktadır. Bununla birlikte, bazı durumlarda, örneğin, böyle bir abartmaya izin verilir. ısıtma ısı eşanjörlerini kurarken.

150/70 programı, daha düşük ısı taşıyıcı tüketimine sahip bir ısı kaynağından ısı transferine izin verecektir, ancak 105 ° C'nin üzerinde bir sıcaklığa sahip bir ısı taşıyıcı, ev ısıtma sistemlerine sağlanamaz. Bu nedenle, program örneğin 95/70 oranında düşürülür. İndirme, bir ısı eşanjörü takılarak veya besleme boru hattına dönüş suyu karıştırılarak gerçekleştirilir.

Isıtma ağı hidroliği

Isı tedarik sistemlerinde su sirkülasyonu, kazan dairelerinde ve ısıtma noktalarında şebeke pompaları ile gerçekleştirilir. Hatların uzunluğu oldukça büyük olduğu için pompanın oluşturduğu gidiş ve dönüş boru hatlarındaki basınç farkı pompadan uzaklaştıkça azalır.

En uzaktaki tüketicinin mevcut en küçük basınç düşüşüne sahip olduğu şekilden görülebilir. Yani.Isı tüketen sistemlerin normal çalışması için, içlerinden gerekli su akışını sağlamak için en düşük hidrolik dirence sahip olmaları gerekir.

Isıtma sistemleri için plakalı ısı eşanjörlerinin hesaplanması

Isıtma suyu, bir ısı eşanjöründe ısıtılarak hazırlanabilir.

Ne zaman ısıtma suyu elde etmek için bir plakalı ısı eşanjörünün hesaplanması, ilk veriler en soğuk dönem için, yani en yüksek sıcaklıkların gerekli olduğu zaman ve buna bağlı olarak en yüksek ısı tüketimi için alınır. Bu, ısıtma için tasarlanmış bir ısı eşanjörü için en kötü durumdur.

Bir ısıtma sistemi için bir ısı eşanjörü hesaplamanın özel bir özelliği, ısıtma tarafında aşırı tahmin edilen dönüş suyu sıcaklığıdır. Buna bilerek izin verilir, çünkü herhangi bir yüzey ısı eşanjörü prensip olarak, grafiğin sıcaklığına sahip su ısıtılmış taraftaki ısı eşanjörüne girişe girerse, dönüş suyunu grafiğin sıcaklığına soğutamaz. Genellikle 5-15 ° C'lik bir farka izin verilir.

DHW sistemleri için plakalı ısı eşanjörlerinin hesaplanması

Ne zaman sıcak su sistemleri için plakalı ısı eşanjörlerinin hesaplanması İlk veriler geçiş dönemi için alınır, yani besleme soğutucusunun sıcaklığı düşük olduğunda (genellikle 70 ° C), soğuk su en düşük sıcaklığa (2-5 ° C) sahipken ve ısıtma sistemi hala çalışıyor - Mayıs-Eylül aylarıdır. Bu, DHW ısı eşanjörü için en kötü durumdur.

DHW sistemleri için tasarım yükü, depolama tanklarının ısı eşanjörlerinin kurulu olduğu tesisteki mevcudiyete göre belirlenir.

Tankların olmadığı durumlarda, plakalı ısı eşanjörleri maksimum yük için tasarlanmıştır. Yani ısı eşanjörleri maksimum su çekiminde bile suyun ısınmasını sağlamalıdır.

Depolama tankları ile plakalı ısı eşanjörleri, saatlik ortalama yük için tasarlanmıştır. Akümülatör tankları, en yüksek çekişi telafi etmek için sürekli olarak doldurulur. Isı eşanjörleri yalnızca tankları beslemelidir.

Bazı durumlarda maksimum ve ortalama saatlik yük oranı 4-5 katına ulaşır.

Plakalı eşanjörleri kendi hesaplama programımız olan "Ridan" da hesaplamanın uygun olduğunu lütfen unutmayın.