Расчет пластинчатого теплообменника фреон вода

Расчет теплообменника пластинчатого

Расчет пластинчатого теплообменника – это процесс технических расчетов, предназначенный для поиска желаемого решения в теплоснабжении и его осуществления.

Данные теплообменника, которые нужны для технического расчета:

• тип среды (пример вода-вода, пар-вода, масло-вода и др.)
• тепловая нагрузка (Гкал/ч) или мощность (кВт)
• массовый расход среды (т / ч) — если не известна тепловая нагрузка
• температура среды на входе в теплообменник °С (по горячей и холодной стороне)
• температура среды на выходе из теплообменника °С (по горячей и холодной стороне)

Для расчета данных также понадобятся:

• из технических условий (ТУ), которые выдает теплоснабжающая организация
• из договора с теплоснабжающей организацией
• из технического задания (ТЗ) от гл. инженера, технолога

Подробнее об исходных данных для расчета

1. Температура на входе и выходе обоих контуров.
   Для примера рассмотри котел, в котором максимальное значение входной температуры – 55°С, а LMTD равен 10 градусам. Так, чем больше эта разница, тем дешевле и меньше в размерах теплообменник.
2. Максимально допустимая рабочая температура, давление среды.
   Чем хуже параметры, тем ниже цена. Параметры и стоимость оборудования определяют данные проекта.
3. Массовый расход (m) рабочей среды в обоих контурах (кг/с, кг/ч).
   Проще говоря – это пропускная способность оборудования. Очень часто может быть указан всего один параметр – объем расходов воды, который предусмотрен отдельной надписью на гидравлическом насосе. Измеряют его в кубических метрах в час, или в литрах в минуту.
   Умножив объем пропускной способности на плотность, можно высчитать общий массовый расход. Обычно плотность рабочей среды изменяется в зависимости от температуры воды. Показатель для холодной воды из центральной системы равен 0.99913.
4. Тепловая мощность (Р, кВт).
   Тепловая нагрузка – это отданное оборудованием количество тепла. Определить тепловую нагрузку можно при помощи формулы (если нам известны все параметры, что были выше):
   P = m * cp *δt, где m – расход среды, cp – удельная теплоемкость (для воды, нагретой до 20 градусов, равна 4,182 кДж/(кг *°C)), δt – температурная разность на входе и выходе одного контура (t1 — t2).
5. Дополнительные характеристики.

• для выбора материала пластин стоит узнать вязкость и вид рабочей среды;
• средний температурный напор LMTD (рассчитывается по формуле ΔT1 — ΔT2/( In ΔT1/ ΔT2), где ΔT1 = T1(температура на входе горячего контура) — T4(выход горячего контура)
  и ΔT2 = T2 (вход холодного контура) — T3 (выход холодного контура);
• уровень загрязненности среды (R). Его редко учитывают, так как данный параметр нужен только в определенных случаях. К примеру: система центрального теплоснабжения не требует данный параметр.

Подбор и расчет стоимости теплообменника удобным для вас способом

Получить консультацию

Рассчитаем по параметрам

Делаем расчёт точно и профессионально, без всяких манипуляций

Есть готовый расчет теплообменника?

Рассчитаем стоимость по номеру расчета, серийному номеру, расчетному листу, спецификации, по шильдику теплообменника

Откуда взять расчетные данные для ПТО?

Расчетные данные (нагрузки, давления, температурные графики) выдаются теплоснабжающими организациями (тепловыми сетями, котельными) в виде пояснительных записок, Технических условий (ТУ).

Также эти данные вы можете взять из договора с теплоснабжающей организацией, или из проекта модернизации или переоборудования ИТП, УУТО. Если у вас остались вопросы по данным для расчета, то можно обратиться к менеджеру за консультацией.

ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС
и наш специалист поможет подобрать оборудование

Виды технического расчета теплообменного оборудования

Тепловой расчет

Данные теплоносителей при техническом расчете оборудования должны быть обязательно известны. Среди этих данных должны быть: физико-химические свойства, расход и температуры (начальная и конечная). Если данные одного из параметров не известны, то его определяют с помощью теплового расчета.

Тепловой расчет предназначен для определения основных характеристик устройства, среди которых: расход теплоносителя, коэффициент теплоотдачи, тепловая нагрузка, средняя разница температур. Находят все эти параметры с помощью теплового баланса.

Давайте рассмотрим пример общего расчета.

В аппарате теплообменника тепловая энергия циркулирует от одного потока к другому. Это происходит в процессе нагрева или охлаждения.

Q – количество теплоты передаваемое или принимаемое теплоносителем [Вт],

G_г,х – расход горячего и холодного теплоносителей [кг/ч];
с_г,х – теплоемкости горячего и холодного теплоносителей [Дж/кг·град];
t_{г,х н} – начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
t_{г,х к} – конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];

При этом, учитывайте, что количество входящей и выходящей теплоты во много зависит от состояния теплоносителя. Если в процессе работы состояние стабильно, то расчет производим по формуле выше. Если хоть один теплоноситель меняет свое агрегатное состояние, то расчет входящего и выходящего тепла стоит производить по формуле ниже:

r – теплота конденсации [Дж/кг];
с_п,к – удельные теплоемкости пара и конденсата [Дж/кг·град];
t_к – температура конденсата на выходе из аппарата [°C].

Первый и третий члены стоит исключать из правой части формулы, если конденсат не охлаждается. Исключив эти параметры, формула будет иметь следующее выражение:

Благодаря данной формуле определяем расход теплоносителя:

Формула для расхода, если нагрев идет паром:

G – расход соответствующего теплоносителя [кг/ч];
Q – количество теплоты [Вт];
с – удельная теплоемкость теплоносителей [Дж/кг·град];
r – теплота конденсации [Дж/кг];
t_{г,х н} – начальная температура горячего и холодного теплоносителей [°C];
t_{г,х к} – конечная температура горячего и холодного теплоносителей [°C].

Основная сила теплообмена – разница между его составляющими. Это связано с тем, что проходя теплоносители, температура потока меняется, в связи с этим меняются и показатели разницы температур, поэтому для подсчетов стоит использовать среднестатистическое значение. Разницу температур в обоих направлениях движения можно высчитать с помощью среднелогарифмического:

∆t_ср = (∆t_б — ∆t_м) / ln (∆t_б/∆t_м) где ∆t_б, ∆t_м – большая и меньшая средняя разность температур теплоносителей на входе и выходе из аппарата. Определение при перекрестном и смешанном токе теплоносителей происходит по той же формуле с добавлением поправочного коэффициента
∆t_ср = ∆t_ср ·f_попр . Коэффициент теплопередачи может быть определен следующим образом:

δ_ст – толщина стенки [мм];
λ_ст – коэффициент теплопроводности материала стенки [Вт/м·град];
α_1,2 – коэффициенты теплоотдачи внутренней и внешней стороны стенки [Вт/м 2 ·град];
R_заг – коэффициент загрязнения стенки.

Конструктивный расчет

В данном виде расчета, существуют два подвида: расчет подробный и ориентировочный.

Расчет ориентировочный предназначен для определения поверхности теплообменника, размера его проходного сечения, поиска приближенных коэффициентов значения теплообмена. Последняя задача выполняется с помощью справочных материалов.

Ориентировочный расчет поверхности теплообмена производят благодаря следующим формулам:

F = Q/ k·∆t_ср [м 2 ]

Размер проходного сечения теплоносителей определяют из формулы:

S = G/(w·ρ) [м 2 ]

G – расход теплоносителя [кг/ч];
(w·ρ) – массовая скорость потока теплоносителя [кг/ м 2 ·с]. Для расчета скорость потока принимают исходя из типа теплоносителей:

Вид теплоносителя

Скорость потока, м/с

Вязкие жидкости

0,636 · (∆Pгр/∆Pнагр) 0,364 · (1000 – t нагр ср/ 1000 – tгр ср) Gгр, нагр – расход теплоносителей [кг/ч]; ∆Pгр, нагр – перепад давления теплоносителей [кПа]; tгр, нагр ср – средняя температура теплоносителей [°C]; Если соотношение Хгр/Хнагр будет меньше двух, то выбираем компоновку симметрическую, если больше двух – несимметричную. Ниже представлена формула, по которой высчитываем количество каналов среды: Gнагр – расход теплоносителя [кг/ч]; wопт – оптимальная скорость потока теплоносителя [м/с]; fк – живое сечение одного межпластинчатого канала (известно из характеристик выбранных пластин); Гидравлический расчет Технологические потоки, проходя через теплообменное оборудование, теряют напор или давление потоков. Это связано с тем, что каждый аппарат имеет собственное гидравлическое сопротивление. Формула, используемая для нахождения гидравлического сопротивления, которое создают аппараты теплообмена: ∆pп – потери давления [Па]; λ – коэффициент трения; l – длина трубы [м]; d – диаметр трубы [м]; ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений; ρ – плотность [кг/м 3 ]; w – скорость потока [м/с]. ОСТАВЬТЕ ЗАПРОС и наш специалист поможет подобрать оборудование Как проверить правильность расчета пластинчатого теплообменника? При расчете данного теплообменника обязательно нужно указать следующие параметры: для каких условий предназначен теплообменник, и какие показатели он будет выдавать. все конструктивные особенности: количество и компоновка пластин, используемые материалы, типоразмер рамы, тип присоединений, расчетное давление и т.д. габариты, вес, внутренний объем. — Габариты и типы присоединений — Расчетные данные Они должны подходить под все условия, в которых будет подключаться, и работать наш теплообменник. — Материалы пластин и уплотнений в первую очередь должны соответствовать всем условия эксплуатации. Для примера: к агрессивной среде не допускаются пластины из простой нержавеющей стали, или, если разбирать совсем противоположную среду, то ставить пластины из титана, для простой системы отопления не нужно, это не будет иметь никакого смысла. Более подробное описание материалов и их соответствия определенной среде, вы можете посмотреть здесь. — Запас площади на загрязнение Не допускаются слишком большие размеры (не выше 50%). Если параметр больше – теплообменник выбран некорректно. Пример расчета пластинчатого теплообменника Исходные данные: Нагрузка (кол-во тепла) 2,5 Гкал/час Массовый расход 65 т/час Среда: вода Температуры: 95/70 град С Переведем данные в привычные величины: Q = 2,5 Гкал/час = 2 500 000 ккал/час G = 65 000 кг/час Давайте проведем расчет по нагрузке, чтобы узнать массовый расход, так как данные тепловой нагрузки являются самыми точными, ведь покупатель или клиент не способен точно подсчитать массовый расход. Выходит, что представленные данные являются неверными. Данную форму также можно использовать, когда мы не знаем каких-либо данных. Она подойдет если: отсутствует массовый расход; отсутствуют данные тепловой нагрузки; неизвестна температура внешнего контура. Горячая сторона Холодная сторона Т1/Т2 135/9 ℃ 40/70 ℃ Расход 100т/ч Вот так мы с вами нашли неизвестный нам ранее массовый расход среды холодного контура, имея лишь параметры горячего. Как рассчитать пластинчатый теплообменник (видео) Источник Теплообменник на 20кВт (фреон — вода) Знаю, что не совсем по профилю форума, но процессы схожи и хотелось бы задать этот вопрос здесь. (если модераторам не понравиться, кидайте в корзину) На работе у меня холодильная установка на 507 фреоне, в качестве охлаждения применяется воздушный конденсатор на 17 кВт. Воздушка очень неудобная — шум, в помещении жарко и летом компрессору очень тяжко. Погуглив нашел два варианта — пластинчатый и кожухотрубный теплообменник. Пластинчатый не подходит, так как для него нужна подготовка воды. Кожухотрубный подойдет, но в изготовлении сложный, а купить дорого(начальство не пойдет на такой шаг) вот я и подумал, может купить бухту медной трубки, скрутить из него какую нибудь конструкцию и все запаять в бак? Сейчас фреон проходит по трубке 10мм длинной 64 метра. Думаю 50 метров трубки для водяного охлаждения будет достаточно. Вот как лучше будет ее скрутить — вопрос? Что посоветуете? Посл. ред. 04 Авг. 14, 18:35 от deen Посл. ред. 04 Авг. 14, 23:35 от deen Набросал вот такую штуку, думаю потянет. https://cdn.homedistil.ru/fs/1408/20/32634.66862.jpg https://cdn.homedistil.ru/fs/1408/20/32634.66863.jpg рис со спиралью и без. Вода подается во внутренний цилиндр и возвращается омывая спираль фреоновой трубки. Направление встречное, стоять будет вертикально. По прикидкам в один войдет 13 метров трубки. Таких сборок будет 4 штуки, работать будут в параллель. Дельта планирую 40 град, а там как пойдет, буду ставить на воду регулировку по давлению, есть у данфоса такая приблуда. Вода водопроводная,думаю зазор в пол сантиметра до каждой стенки( если трубку прислонить к стенке, то зазор с противоположной будет 10 мм) Я тоже сначала так подумал, но: 1) они на это не рассчитаны, ламели из алюминия, трубки из меди — коррозия 2) невозможно равномерно охладить — принцип встречных потоков нельзя соблюсти. Отсюда и неопределенность регулирования, неравномерность охлаждения плеч(в кондее несколько контуров последовательно). ну и расход воды больше. насчет изготовления проблем особо нет наивный чукча, с бойлером проблем больше, чем толка. Основная задача у топикастера — утилизация тепла. В случае с бойлером — чем выше в нем температура, тем КПД теплообменника будет ниже. Это раз. Два — надо тогда подрывной клапан ставить, чтоб не жахнуло при нулевом расходе воды. Имхо конструкции Воблина должно больше чем хватать. Дин, по поводу твоей конструкции: ты уверен, что разумно реверсировать поток воды? У тебя принцип противотока на одном из участков будет нарушаться. Сначала нагреваешь воду фреоном, затем им же и охлаждаешь. Имхо — печалька. Цэ раз. Два — а как ты концы твоей спирали в штуцера выводить будешь? Я что-то не могу представить, как это технически реализовать (именно запихнуть спираль так, как ты нарисовал, внутрь цилиндра). Три — (просто элемент, который учитывать надо) кажется мне, при скачках давления в фреоновой магистрали, спираль будет выполнять роль манометра. Будет уменьшаться/увеличиваться диаметр спирали. По второму вопросу — модель у меня на работе, показать не могу, но попробую словесно описать. Мотаю спираль на оправке, не снимая накладываю полосы из медь и припаиваю к спирале. Выход из цилиндра представляет собой приваренная труба 1/2 дюйма с резьбой на конце,у нее внутри проход 15 мм. Крайний виток спирали не сразу выходит вбок, а проходит через центр спирали, в плоскости оси приваренной трубы.(вот это я блин написал, сейчас лучше нарисую) https://cdn.homedistil.ru/fs/1408/23/32634.66901.bmp Да, рисую я наверное хуже, чем объясняю. Итого будет небольшой зазор на излом трубки, конец может придется отжечь, смазать все смазкой, снять фаски. Затем на трубу наверну вот такую фигню, которая будет герметизировать воду https://cdn.homedistil.ru/fs/1408/23/32634.66902.jpg Все размещаемые материалы отражают исключительно мнения их авторов и могут не совпадать с мнением Администрации форума ХоумДистиллер. © 2021 ХоумДистиллер (форум самогонщиков, пивоваров, виноделов, ректификаторов, зерновиков) & Simple Machines LLC ПК версия Добро пожаловать на ХоумДистиллер! Хорошо, что ты зашел к нам, у нас много полезной информации и отличный ПОИСКОВИК в помощь! Предупреждаем, Форум использует cookie файлы. Источник Оцените статью Вам также может понравиться Как экономить воду и энергию? Откройте для себя 13 эффективных способов сэкономить дома Цены на продукты питания, энергию, топливо, а также Дождевая вода в саду и на балконе – как ею пользоваться? В России мы можем собирать дождевую воду наиболее эффективно Ящерица бежит по воде мем Ящерица Христа В тропических лесах Америки встречается Ячневая крупа пропорции при варке с водой Крупа ячневая: как варить вкусную кашу – хитрости Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты