Расчет пластинчатого теплообменника

Что нужно знать для расчета

• Тип и вязкость греющей и нагреваемой рабочей среды (вода/вода, вода/пар, газ/жидкость, масло/вода, антифризы, хладагенты, жидкие пищевые продукты и т.д.) — от этого зависит материал пластин.
• Температура теплоносителя на входе и на выходе из контура — важный параметр, влияющий как на массогабаритные размеры агрегата, так и на его итоговую стоимость.
• Тепловая мощность (если известна). Если данных нет, определяется массовый расход рабочей среды или пропускная способность в л/мин или м3/ч. Общий расход (m) вычисляется по формуле: m = Q / (Cp × Δt), где Q — это проектная мощность системы, Ср — удельная теплоемкость теплоносителя, Δt — разница температур.

• Средний напор и рабочее давление в инженерных сетях, допустимый коэффициент гидравлического сопротивления и возможных тепловых потерь.

Откуда брать исходные данные

Необходимые сведения можно найти в договоре на подключение к теплосети, взять из проектной документации (ТЗ для инженера или технолога) или запросить в теплоснабжающей организации.

Если договор не сохранился, информация устарела или не соответствует действительности, свяжитесь с нами. Мы подскажем, где искать недостающие данные и поможем купить теплообменник с требуемыми техническими характеристиками.

Способы расчета теплообменного оборудования

Через онлайн-форму

Получить примерный расчет и определиться с бюджетом можно через онлайн-форму на сайте «Подобрать теплообменник». Нужно ответить на несколько вопросов: где именно, с какими рабочими средами планируете использовать теплообменник, какова требуемая мощность, какое количество жидкости/газа будет нагреваться за 1 час, на какую сумму рассчитываете, как срочно нужен агрегат и куда доставить оборудование.

Расчет по формулам

По мощности и тепловому балансу

Тепловая мощность (P) — ключевой параметр, определяющий производительность и другие эксплуатационные характеристики оборудования. Эти параметры могут быть рассчитаны через уравнение теплового баланса.

Определяем мощность

P = 1,16 х ∆t / (t x V). Разница температур (∆t) умножается на константу 1,16. Полученное число делится на произведение объема теплоносителя (V) и времени (t), необходимое для нагрева рабочей среды.

Вычисляем расход теплоносителя и коэффициент теплопередачи

Исходя из равенства Q = Q1 = Q2, где значение Q равнозначно объему теплоты, переданной или принятой теплоносителем (Вт), используем уравнение теплового баланса: Q1 = G1c1х (t1н – t1к) и Q2 = G2c2 х (t2к – t2н),

где

G1 и G2 – общий расход теплоносителя [л/час, куб. м/час];

C1 и C2 – удельная теплоемкость рабочих сред, например, горячей и холодной воды [Дж/кг•К/ кг•°C];

t1,2 н и t1,2 к — начальная и конечная температура на входе и выходе.

По конструкционным особенностям

Данный вид расчета предназначен для вычисления размера проходного сечения каналов, общей площади пластин, определения максимальной скорости потока, а также линейных размеров теплообменника.

Поверхность теплообмена (F, м²) рассчитывается по формуле: F = Q / k•∆t. Проходное сечение (S, м²) можно вывести из частного G / (w•ρ), где значение общего расхода делится на произведение массовой скорости потока и плотности теплоносителя (w•ρ).

По гидравлическому сопротивлению

Гидравлический расчет позволяет определить возможные потери давления (∆Рп, измеряется в Па) при гидравлическом сопротивлении, которое неизбежно создается всеми теплообменными установками.

Здесь используется формула: ∆Рп = (λх(L /d) + ∑ζ) х (ρw2/2),

где

λ — гидравлическое трение на расчетном участке системы;

L и d — длина и диаметр водопроводных труб;

∑ζ – суммарный коэффициент местных сопротивлений;

ρ — плотность теплоносителя;

w — скорость потока рабочей среды.

По предполагаемой нагрузке

При отсутствии данных по массовому расходу тепловую нагрузку рассчитывают по формуле: Q = C1хG1 / (t°1 – t°2)

Аналогичным образом можно вычислить массовый расход (G), если известна тепловая мощность и разница температур: G = Q / (С х ∆t).

Расчет по формулам будет достаточно точен, если имеются необходимые исходные данные и известны следующие показатели: тип рифления, количество и материал теплопередающих пластин, фланцевых соединений, уплотнителей, тип опорной и прижимной платы (можно найти в каталоге и описаниях товара).

Также необходимо учитывать источник тепла (ИТП, ТЭЦ, котельная в частном доме), схему обвязки ГВС, технические возможности инженерных коммуникаций. Все эти показатели влияют на производительность теплообменника.

Перед покупкой обязательно свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатный теплотехнический, компоновочный и проверочный расчет. Заявки принимаются онлайн, по телефону: +7 (804) 333-70-94 и электронной почте info@teploobmennic.ru.