г. Санкт-Петербург ул. Бухарестская, д. 24 к. 1 оф. 415
servicepto.spb@yandex.ru
+7(812)646-10-76
+7(921)794-11-63

Расчет теплообменника

Технический расчет пластинчатого теплообменника – это поиск требуемого решения в теплоснабжении, а также реализация найденного варианта. Для того чтобы верно выполнить подобный расчет, требуются сведения:

Еще нужны будут данные, содержащиеся в ТУ теплоснабжающей организации, а, кроме того, отображенные в договоре с ней. Потребуются сведения и из ТЗ главного инженера или технолога.

Почему стоит выбрать компанию "СЕРВИС-ПТО"

официальные сервисные партнеры

обученный персонал

большой опыт более 11 лет

Что необходимо знать для осуществления расчета теплообменного оборудования?

Для того чтобы грамотно выполнить расчет теплообменника, нужно знать:

  1. Температуру обоих контуров на входе и выходе.
  2. Допустимую (по max) температуру для работы.
  3. Давление рабочей среды.
  4. Расход рабочей среды (массовый) и в том, и в другом контурах (речь о пропускной способности оборудования).
  5. Тепловую мощность (то количество тепла, которое отдает оборудование).

Кроме того, понадобятся при расчетах следующие характеристики:

Как рассчитать мощность теплообменника?

Расчет мощности теплообменника проводится в 2 этапа (рассмотрим на примере бассейна).

Первый этап подразумевает дополнительно расчет объема, а второй – производство вычислений по формуле:

Р = 1,16 x (Т1/Т2)/t x V, где:

Р — мощность конкретного теплообменника;

1,16 — примененный коэффициент;

Т1 — конечная температура для нагрева;

Т2 — температура воды (скажем, водопроводная должна нагреться не менее, чем на 15 С);

t — время, необходимое для нагрева (где-то 3-4 часа в нашем случае);

V — объем самого бассейна.

Произведя все предусмотренные действия, несложно определить требуемую мощность теплообменника, который нужен, чтобы вода, находящаяся в бассейне, грелась до необходимой температуры за какой-то определенный временной промежуток.

Далее требуется найти (по специальным каталогам, например) подходящий под произведенные расчеты теплообменник.

Перед реализацией обсуждаются возможности устройства. Затем сравниваются все показатели со значениями, указанными в технической документации к теплообменнику.

Так, в данном конкретном случае (с бассейном) ориентиром послужат параметры насоса для циркуляции воды.

Правильный расчет теплообменника под любые задачи могут выполнить специалисты нашей компании. Звоните в ООО «Сервис-ПТО» по телефонам +7 (812) 646-10-76, +7 (921) 794-11-63, и мы ответим на любые вопросы!

Типы расчета теплообменника

Расчет пластинчатого теплообменника (ПТ) осуществляется в двух случаях. Во-первых, на этапе конструирования нужно рассчитать площадь поверхности теплообмена, которая бы обеспечивала необходимые параметры тепловых потоков. Во-вторых, в процессе эксплуатации ПТ может возникнуть необходимость определить температуру создаваемых тепловых потоков при имеющейся площади поверхности теплообмена. Два этих вида расчетов – взаимообратные. Для их осуществления нужно знать тип и температурные показатели теплоносителя на выходе и входе, нормы расхода теплоносителя, мощность либо тепловую нагрузку.

Чаще всего расчет теплообменника выполняют инженеры в процессе разработки решений для проектирования, ремонта теплообменника либо их сервисного обслуживания. Специалистам важно знать 2 ключевых параметра данной установки – рабочую площадь и температуры теплоносителей на входе и выходе. От них в конечном итоге зависит качество работы всей установки.

Однако помимо инженеров тепловой расчет может быть интересен и тем лицам, которые собираются приобрести либо в данный момент обслуживают пластинчатые теплообменники либо установки иного типа. Если вы планируете купить пластинчатый теплообменник в СПб, желательно заранее иметь представление о базовых понятиях, таких как тепловая мощность, массовый расход теплоносителя, температурный напор теплообменника и пр. Это поможет правильно выбрать установку и параметры ее подключения к имеющимся сетям.

Базовые понятия

При расчете теплообменника для бассейна, частного дома или производственного объекта используются следующие понятия:

Коэффициент теплоотдачи

Основой для расчета теплообменников являются 2 уравнения.

Во-первых, используют кинетическое уравнение, или уравнение теплопередачи, отражающее связь между тепловой мощностью Q и поверхностью теплопередачи, обозначаемой как F. Уравнение выглядит следующим образом:

Q = K * F * Δtcр* τ

Для непрерывного процесса теплопередачи кинетическое уравнение выглядит следующим образом:

Q = K * F * Δtcр

Во-вторых, помимо уравнения теплопередачи при расчете теплообменников используют уравнение теплового баланса. Его формула выглядит следующим образом:

Q = G1с1(t-t1k) = G2с2(t-t2k)

Используя данные 2 формулы можно определить коэффициент теплоотдачи, α – величину, характеризующую интенсивность теплоотдачи при заданном изменении t.

Коэффициент теплопередачи через плоскую стенку теплообменника связан с коэффициентом теплоотдачи формулой:

k = (1) / (1/α1) + (d/μ) + (1/α2)

Также в ряде случаев прибавляется показатель Rз – коэффициент загрязнения стенки.

Методики и примеры расчета

Существует несколько методик расчета теплообменных установок, включая ПТ, среди которых наиболее популярными являются:

Рассмотрим подробнее каждый из вариантов.

Тепловой расчет

Тепловой расчет позволяет определить те данные теплоносителей, которые не известны, к примеру, расход теплоносителя, коэф-т теплоотдачи, расход температуры (разницу t), тепловую нагрузку.

В теплообменнике тепловая энергия в процессе нагрева и охлаждения циркулирует от одного потока к другому, в итоге выходит, что Q = Q1= Q2.

Далее используется уравнение теплового баланса для теплоносителя, пребывающего в неизменном агрегатном состоянии, которое мы рассмотрели выше:

Q = G1с1(t-t1k) = G2с2(t-t2k)

Если же один из теплоносителей в процессе функционирования тепловой установки меняет свое агрегатное состояние, используется следующая формула:

Q = Gcп*(tп-tнас)+Gr+Gck*(tнас-tk)

Если конденсат не охлаждается, формула приобретает вид:

Qгор=Qконд=Gr

Именно это выражение позволяет нам выполнить расчет расхода теплоносителя:

Gгор=Q/cгор(tгн - tгк) или Gхол=Q/схол(txk – txн)

Если в качестве теплоносителя используется пар, применяется следующая формула:

Gпара = Q/Gr

Конструктивный расчет

Ориентировочный конструктивный расчет применяется для вычисления поверхности теплопередачи (рабочей поверхности теплообменника, F), размера проходного сечения и коэффициентов теплообмена. Проведение конструктивного расчета позволяет выбрать определенные теплообменники, оптимально соответствующие требуемым поверхностям.

В данном расчете применяется формула кинетического уравнения теплопередачи, описанная нами выше:

Q = K * F * Δtср

Используя эту формулу можно определить искомые параметры, например – F= Q/k* Δtср.

Размер сечения для прохода теплоносителя определяют по формуле:

S = G/(w*p) [м2]

где G – расход теплоносителя;

(w·ρ) – массовая скорость потока вещества.

Скорость потока составляет для:

Проведенный расчет позволяет выбрать 1 или несколько аппаратов, соответствующих требуемой поверхности теплообмена. После этого для определения прочих необходимых показателей проводится подробный конструктивный и тепловой расчеты.

В частности, расчет кожухотрубного теплообменника предполагает нахождение длины и количества труб. При расчете змеевикового теплообменника нужно найти общую длину змеевика, определить кол-во витков и секций. Для теплообменника типа «труба в трубе» рассчитывают кол-во секций, а для спирального - определяют сечение каналов, параметры спирали, включая наружный диаметр, и кол-во витков.

Для теплообменников пластинчатого типа следует рассчитать соотношение кол-ва ходов нагревающей и нагреваемой рабочей среды. Используется формула:

Xuh/xнагр = (Gгр/Gнагр)0,636*(∆Pгр/∆Pнагр)0,364*(1000 – tнагр ср / 1000 = tгр ср)

где G – расход теплоносителей;

∆P – перепад давления.

При Хгрнагр<2 применяется компоновка пластин в симметричные пакеты, при Хгр/Хнагр>2 – несимметричная компоновка.

Количество каналов определяется по формуле:

Mнагр = Gнагр / wопт*fмк*p*3600

где woпт – оптимальная скорость потока вещества;

fмk – живое сечение канала между пластинами ПТ.

Гидравлический расчет

Гидравлический расчет теплообменника считается одним из наиболее точных, так как учитывает потери давления каждым из используемых в установке теплоносителей и определяет расход энергии при движении теплоносителей через установку. При необходимости можно выполнить обратный расчет – в зависимости от заданных перепадов давления подобрать оптимальные переходные сечения элементов.

Для расчета общего снижения давления необходимо суммировать все потери в элементах теплообменника. Используется формула:

∆P = ∑∆Pл + ∑∆Pм + ∑∆Pу + ∑∆Pг

где первое слагаемое — сумма гидравлических линейных сопротивлений элементов теплообменника, по которым движется один из теплоносителей (прямые и изогнутые трубы, змеевики, каналы); второе слагаемое - сумма потерь напора в местных сопротивлениях; третье слагаемое— сумма потерь давления за счет изменений скоростей потоков; четвертое слагаемое - потеря давления на преодоление гидростатического давления столба жидкости.

Гидравлический расчет применяется и для охлаждаемой рабочей среды, и для охлаждающей среды (воды либо воздуха).

Расчет средней разности температур

Также при тепловом расчете бывает необходимо вычислить разницу t в обоих контурах. Она рассчитывается по формуле:

∆tср = (∆tб - ∆tм) / ln (∆tб/∆tм) где ∆tб, ∆tм

где tм и б - большая и меньшая средняя разность t на входе и выходе.

Если присутствуют перекрестный или смешанный ток вещества внутри пластин, в формулу, представленную выше, добавляется поправочный коэффициент:

∆tср = ∆tср * fпопр

Расчет теплообменника производится с целью правильного подбора материалов, используемых при производстве установки, определения ее размеров, величины поверхности или же производительности. Чаще всего подобные расчеты выполняются специалистами с использованием профессионального ПО, однако, зная базовые формулы, можно попытаться произвести необходимые вычисления и самостоятельно, без использования специальных программ.

Подбор теплообменника специалистами ООО «Сервис-ПТО»

ООО «Сервис-ПТО» предлагает, наряду с комплексным обслуживанием, ремонтом и наладкой, еще и расчет пластинчатых теплообменников для заказчиков.

Опираясь на многолетний опыт в подборе теплообменного оборудования, специалисты компании в кратчайшие сроки предоставляют клиенту оптимальное решение под поставленные им задачи. При этом фирма гарантирует высокое качество устройств в сочетании с вполне доступной их стоимостью.

Опыт наших профессионалов

Сотрудники компании «Сервис-ПТО» прошли обучение у ведущих производителей теплообменников. Они прибудут на место в оговоренное время и выполнят все необходимые операции быстро, а главное, качественно, с гарантией.

При необходимости впоследствии будет произведен профессиональный монтаж и пусконаладочные работы в отношении теплообменного оборудования.

Мы также поставляем любые теплообменники и комплектующие к ним.

Скорость расчёта

Как только поступает клиентская заявка на расчет теплообменника с определенной площадью и объемом, менеджеры компании «Сервис-ПТО» незамедлительно отправляют ее в работу.

Таким образом, заказчик оперативно получает все необходимые ему данные и рекомендации. Ему также предоставляется подробная и обоснованная смета затрат.

Точность специалистов

Мы гарантируем точность любых расчетов по теплообменному оборудованию. Наши специалисты неоднократно проводили подобные вычисления, и оборудование всегда соответствовало требованиям заказчиков.

Работаем быстро и слаженно с прицелом на действительно качественный результат. И у вас есть возможность в этом убедиться, заказав услугу расчета (а также любую другую) именно в нашей компании.

Заключение

Оставить заявку, уточнить детали, а также задать интересующие вопросы можно по контактным телефонам или на сайте.

Подбор качественного оборудования в соответствии с заявленными требованиями является гарантией высокой эффективности систем. Закажите квалифицированную помощь в ООО «Сервис-ПТО» по телефонам +7 (812) 646-10-76, +7 (921) 794-11-63.