Подбор пластинчатого теплообменника


Подбор теплообменника

Подбор теплообменника предполагает выбор формы, размеров и количества пластин, а также схемы их укладки в блок теплообменного аппарата. При этом из-за многообразия вариаций даже у одного производителя теплообменников на каждый запрос может быть подобранно несколько различных теплообменных аппаратов.

Пластины для теплообменников изготовленные различными производителями, даже при схожих размерах, не являются взаимозаменяемыми и обладают свойственными только им теплотехническими особенностями, поэтому и подбираются по индивидуальным методикам. Производители теплообменников не раскрывают методики подбора даже своим региональным партнёрам, предоставляя им лишь программное обеспечение, которое после ввода исходных данных выдаёт готовый результат.

Поэтому данный online расчёт поможет вам корректно сформировать запрос на подбор теплообменника и при вашем желании сразу отправит его нескольким производителям.

Расчёт теплообменника для системы отопления


Рассчитывая пластинчатый теплообменник пренебрегают незначительными потерями с корпуса считая, что всё тепло отданное теплоносителем в греющем контуре переходит к теплоносителю в нагреваемом контуре, поэтому в расчёте всегда должен соблюдаться тепловой баланс.

Проверить правильность теплового баланса между греющим и нагреваемым контуром можно по простой формуле.

Q[кВт] = 1.163 · G[т/ч] · dt[°C]

Полученные значения количества тепла после подстановки параметров греющего и нагреваемого контуров должны быть равны.

При расчёте пластинчатого теплообменника для системы отопления исходными являются величины тепловой мощности системы отопления и расчётный температурный график системы отопления и источника тепла. В результате расчёта определят расход теплоносителя в греющем и нагреваемом контурах.

Основной особенностью расчёта теплообменника для системы отопления является то, что теплообменный аппарат должен обеспечивать корректную работу как на максимальном, так и на переходном режимах эксплуатации.

Максимальным режимом при подборе теплообменника считается режим с расчётной для системы отопления температурой наружного воздуха (для Киева это -22°C). В расчётном режиме от источника тепла приходит теплоноситель с максимальной температурой на пике температурного графика (если источником является тепловая сеть, то это может быть 120/70°C, то есть в подаче 120°C, а в обрате 70 °C, а в автономной котельной может быть принят график 95/70 °C), так и в систему отопления вода поступает с максимальной температурой на пике температурного графика например 90/70°C или 80/60 °C, в зависимости от того какой принят при её расчёте.


Переходным режимом считается режим со средней температурой наружного воздуха за отопительный период в местности где предполагается установка теплообменника (для Киева это -0.1°C). Температуры теплоносителя в переходном режиме на вводе источника тепла и на входе в систему отопления соответственно ниже и определяются по температурному графику при соответствующей температуре наружного воздуха.

Для жителей Украины доступна опция выбора города, при этом температуры наружного воздуха для расчётного и переходного режимов будут выбраны автоматически по ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 "Строительная климатология", а для жителей других стран придётся ввести температуры вручную.

Несколько распространённых ошибок при заполнении формы расчёта

1 Температура греющей воды на выходе из теплообменника должна быть больше температуры нагреваемой воды на входе в него на всех режимах эксплуатации. В противном случае теплообменный аппарат получится бесконечно больших размеров.

Это означает что если у вас температурный график работы источника тепла составляет 130/70°C, а расчётный температурный график системы отопления 90/70°C, то либо следует принять более высокую температуру греющей воды на выходе из теплообменника, например 130/80°C, либо принять более низкий температурный график для системы отопления например 80/60°C. Повышение температуры в обратном трубопроводе источника тепла при независимом подключении системы отопления на 5-10°C разрешается строительными нормами (ДБН).


2 Не задавайте допустимые потери давления в теплообменнике ниже 10кПа (1м.вод.ст), если это не принципиальное условие. Чем меньше вы задали допустимые потери давления, тем большим будет теплообменный аппарат и соответственно большей его цена.

Источник: www.ktto.com.ua

  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.

Источник: www.teploprofi.com


Теплообменники фланцевый и муфтовый фото, подбор теплообменника.Процесс подбора теплообменника стандартный — заказчик предоставляет исходные данные, а поставщик с помощью специального программного обеспечения (у SECESPOL, например, это программа CAIRO PRO) производит расчет и предлагает одну или несколько моделей, соответствующих требуемым условиям. Каждый продавец, чтобы продать, стремится максимально удешевить свое изделие. Обычно покупатели отсылают опросные листы на несколько предприятий и затем из предложенного осуществляют подбор.

Можно ориентироваться исключительно на цену теплообменника и из предложенного выбрать самый дешевый. Можно, но не нужно. Кроме дешевизны, важными факторами также являются долгосрочность работы, частота обслуживания, надежность. У поставщиков всегда есть возможность манипулировать параметрами и, соответственно, ценой. Поэтому, кроме привлекательной цены, при подборе теплообменника важно обращать внимание на технические характеристики, которые в последующем обеспечат нормальную, комфортную, надежную эксплуатацию изделия. А не наоборот…

Толщина и материал пластин

Ясное дело, один из способов снизить цену теплообменника  — уменьшить толщину пластин. Вес теплообменного аппарата меньше, теплопередача выше. Но важно и другое — пластинчатый теплообменник с тонкими пластинами долго не прослужит, его ресурс ниже. При подборе теплообменника от разных производителей важно соотнести толщину пластин в их предложениях. Специалисты рекомендуют:


  • толщина пластин для теплообменников более ДУ150 от 0,6 мм;

  • менее ДУ150 и давление от 10 Бар — 0,5 мм;

  • менее ДУ150 и давление до 10 Бар — 0,4 мм.

Для типовых задач материалом для изготовления пластин служит нержавеющая сталь AISI 316 или AISI 304. AISI 316 отличается большей коррозионной устойчивостью, так как содержит больший процент никеля и молибдена. Для более-менее чистых сред подойдет и нержавейка AISI 304, но для сред с высокими температурами и высоким содержанием хлора, фтора необходимы пластины из AISI 316 или даже титановые. Ниже требования к качеству воды для теплообменника из пластин AISI 304 производства SECESPOL:

Требования к воде при подборе теплообменника, таблица.

Давление

Пластинчатый теплообменник рассчитанный на меньшее давление стоит дешевле. У него тоньше пластины, теплообменные плиты. Если этот параметр указан в опросном листе, то поставщик предложит аппарат ему и соответствующий. Но заказчики часто забывают указать рабочее давление и тут у продавца появляется возможность “для маневра”. Естественно, дабы выиграть в ценовой конкуренции, будет предложен теплообменник с минимальным рабочим давлением. Перед подбором теплообменника нужно точно знать какое давление будет в системе и указать его поставщику.


Коэффициент теплопередачи

Один из параметров определяющих эффективность аппарата — коэффициент теплопередачи. Он показывает какое количество теплоты может передать теплообменник за единицу времени от более нагретой к менее нагретой среде через площадь 1 м. кв и разнице температур 1 К. Измеряется в Вт / м.кв*К. Рассчитывается с помощью специальной программы. Коэффициент теплопередачи зависит от многих параметров: скорость движения агентов, мощности теплообменника, диаметров присоединительных патрубков и других. Аппарат с более высоким коэффициентом теплопередачи эффективнее — это понятно. Но есть один нюанс. С уменьшением количества пластин скорость потока агентов возрастает, а, соответственно, выше и коэффициент теплопередачи, цена теплообменника ниже. Но при высокой скорости потока появляется проблема — значительно увеличивается скорость образования отложений. Такой теплообменник требует чисток намного чаще. Подобрали пластинчатый теплообменник с самым высокой эффективностью и сравнительно недорогой, а затраты на его обслуживание перевесили всю экономию.

Вывод: коэффициент теплопередачи должен быть около или немного выше 7000 Вт / м.кв.*К.


Запас

Обычно при расчетах производители принимают запас поверхности на уровне 10%. Загрязнение поверхности пластин, недогрев или недостаточная скорость агентов и много других факторов могут вызвать понижение мощности и к этому нужно быть готовым. Нужно сделать запас поверхности и подстраховаться, хотя аппарат и будет дороже. Подбор теплообменника с нулевым запасом поверхности возможен только по требованию покупателя. Но в этом случае есть вероятность, что даже при незначительном отклонении от исходных данных теплообменник не справится с запланированными задачами.

Потеря давления

При подборе пластинчатого теплообменника у поставщика есть соблазн незначительно выйти за рамки указанного в опросном листе показателя потери давления. Увеличение, даже незначительно, показатель потери давления, снижается количество пластин, теплообменник дешевеет. Но часто этот показатель является критическим для нормальной работы теплообменного аппарата. Можно порекомендовать внимательно изучить полученное предложение на соответствие исходным данным, дабы в дальнейшем не предъявлять претензии к поставщикам.

Подбор пластинчатого теплообменника — довольно “щепетильный” процесс. Для покупателя важно правильно определить исходные данные и  заполнить опросный лист, а после получения коммерческого предложения проверить его на соответствие заказу. Цена пластинчатого теплообменника не низкая и при подборе лучше не допускать ошибок. Специалисты UniDim всегда готовы профессионально подобрать теплообменник с помощью программы CAIRO PRO и ответить на все ваши вопросы.


Источник: UniDim.com.ua

Примеры расчётов пластинчатых теплообменников

На примерах расчётов разных производителей, указаны параметры тепловой нагрузки, рабочие характеристики температуры и давления, коэффициент теплопередачи, площадь теплообмена и остальные важные показатели. После подбора теплообменного агрегата под ваши параметры, в листе расчёта будут указаны все необходимые технические показатели.



Расчёт мощности пластинчатых теплообменников
(ПТО)

Расчёт мощности пластинчатого теплообменника позволяет определить показатель тепловой нагрузки аппарата, необходимого для обеспечения стабильной передачи тепловой энергии между теплоносителем и нагреваемой средой. В зависимости от особенности инженерной системы, куда необходимо установить оборудования, очень сильно разниться его мощность.

Чтобы узнать мощность необходимого теплообменного агрегата, предоставьте инженерам компании «ТеплоГарант» технические данные:


  • — температура среды горячего контура на входе в ПТО;
  • — температура среды нагреваемого контура на входе в ПТО;
  • — необходимую температуру нагреваемой среды на выходе из ПТО;
  • — необходимую температуру горячей среды на выходе из ПТО;
  • — объём среды, который необходимо нагреть за час (м3/час.);

Этих показателей будет достаточно для определения мощности теплообменника.



Конструктивный расчёт пластинчатых теплообменников
(ПТО)

Конструктивный расчёт пластинчатого теплообменника позволяет определить количество основных элементов теплопередачи в теплообменнике, материал исполнения и габариты. Эти показатели напрямую зависят от точности исходных данных предоставленных для расчёта теплообменника.

Технические данные конструктива пластинчатого теплообменника:

  • — Габаритные размеры (ширина, высота, длина);
  • — Материал исполнения (обычная сталь, нержавеющая сталь);
  • — Материал пластин (AiSi 316, Titan, SMO);
  • — Материал прокладок (EPDM, Nitril, NBR, Viton);
  • — Диаметры присоединения портов (Ду мм.).


Методические указания
для расчета пластинчатых теплообменников

Правильная методика расчета пластинчатого теплообменника позволяет производить оборудование строго соответствующее техническому зданию. Присылайте вашу заявку на подбор теплообменного оборудования специалистам предприятия «ТеплоГарант» и закажите изготовление агрегата строго под ваши требования.

Источник: teplo-garant.com


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.