Intercanviador de calor de plaques per al subministrament d’aigua calenta. Què cal buscar a l’hora d’escollir?

Actualment, el càlcul de l'intercanviador de calor no triga més de cinc minuts. Qualsevol organització que fabriqui i ven aquests equips, per regla general, proporciona a tothom el seu propi programa de selecció. Podeu descarregar-lo de forma gratuïta des del lloc web de l’empresa o bé el seu tècnic vindrà a la vostra oficina i l’instal·larà gratuïtament. No obstant això, fins a quin punt és correcte el resultat d’aquests càlculs, és possible confiar-hi i el fabricant no és astut quan lluita en una licitació amb els seus competidors? La comprovació d’una calculadora electrònica requereix coneixements o, com a mínim, una comprensió de la metodologia de càlcul dels intercanviadors de calor moderns. Intentem esbrinar-ne els detalls.

Què és un intercanviador de calor

Abans de calcular l'intercanviador de calor, recordem, de quin tipus de dispositiu es tracta? Un aparell d’intercanvi de calor i massa (també conegut com a intercanviador de calor, també conegut com a intercanviador de calor o TOA) és un dispositiu per transferir calor d’un portador de calor a un altre. En el procés de canvi de les temperatures dels refrigerants, també canvien les seves densitats i, en conseqüència, els indicadors de massa de les substàncies. És per això que aquests processos s’anomenen transferència de calor i massa.

Conceptes bàsics de transferència de calor per al càlcul

Els intercanviadors de calor es calculen utilitzant informació bàsica sobre les lleis d’intercanvi de calor.

En aquest article, analitzarem alguns dels conceptes utilitzats en aquests càlculs.

• Calor específica és la quantitat d'energia calorífica necessària per escalfar 1 quilogram d'una substància per 1 grau centígrad. A partir de la informació sobre la capacitat tèrmica, es mostra la quantitat de calor que s’acumula. Per als càlculs de l'energia tèrmica, el valor mitjà de la capacitat tèrmica es pren en un cert rang d'indicadors de temperatura.

• Es diu la quantitat d'energia calorífica necessària per escalfar 1 kg d'una substància de zero a la temperatura requerida entalpia específica.

• Calor específica de transformacions químiques és la quantitat d'energia calorífica alliberada en el procés de transformació química de qualsevol unitat de pes d'una substància.

• Transformacions específiques de calor de fase determina la quantitat d’energia tèrmica absorbida o alliberada durant la transformació de qualsevol unitat de massa d’una substància de sòlid a líquid, de líquid a estat gasós d’agregació, etc.

Una calculadora en línia per calcular un intercanviador de calor us ajudarà a obtenir una solució en 15 minuts. O bé podeu utilitzar la teoria per a un intercanviador de calor de tipus placa, que es descriu a continuació en aquest article, i fer els càlculs necessaris vosaltres mateixos.

Tipus de transmissió de calor

Ara parlem dels tipus de transmissió de calor, només n’hi ha tres. Radiació: la transferència de calor a través de la radiació. Com a exemple, podeu pensar a prendre el sol a la platja un bon dia d’estiu. I aquests intercanviadors de calor es poden trobar fins i tot al mercat (escalfadors d’aire de tub). No obstant això, la majoria de les vegades per escalfar els habitatges, les habitacions d’un apartament, comprem radiadors elèctrics o de petroli. Aquest és un exemple d’un altre tipus de transferència de calor: convecció. La convecció pot ser natural, forçada (capó d’escapament i hi ha un recuperador a la caixa) o induïda mecànicament (amb un ventilador, per exemple). Aquest últim tipus és molt més eficient.

Tanmateix, la forma més eficient de transferir calor és la conductivitat tèrmica o, com també se’n diu, la conducció (de l’anglès conduction - "conduction"). Qualsevol enginyer que realitzi un càlcul tèrmic d’un intercanviador de calor, en primer lloc, pensa escollir un equipament eficient en les mínimes dimensions possibles.I això s’aconsegueix precisament a causa de la conductivitat tèrmica. Un exemple d'això és el TOA més eficaç actual: intercanviadors de calor de plaques. La placa TOA, per definició, és un intercanviador de calor que transfereix calor d’un refrigerant a un altre a través de la paret que els separa. La màxima superfície de contacte possible entre dos suports, juntament amb materials correctament seleccionats, el perfil de les plaques i el seu gruix, permet minimitzar la mida de l’equip seleccionat mantenint les característiques tècniques originals requerides en el procés tecnològic.

Tipus d’intercanviadors de calor

Abans de calcular l'intercanviador de calor, es determinen amb el seu tipus. Tots els TOA es poden dividir en dos grans grups: intercanviadors de calor recuperatius i regeneratius. La principal diferència entre ells és la següent: en el TOA recuperador, l’intercanvi de calor es produeix a través d’una paret que separa dos refrigerants i, en el TOA regeneratiu, els dos suports tenen contacte directe entre si, sovint es barregen i requereixen una separació posterior en separadors especials. Els intercanviadors de calor regeneratius es divideixen en mescladors i intercanviadors de calor amb embalatge (estacionari, caient o intermedi). En termes generals, una galleda d’aigua calenta exposada a les gelades o un got de te calent posat a la nevera per refredar (no ho feu mai!) És un exemple d’aquest tipus de mescles TOA. I abocant el te a un plat i refredant-lo d’aquesta manera, obtenim un exemple d’un intercanviador de calor regeneratiu amb un broc (el plat en aquest exemple fa el paper d’un broc), que primer entra en contacte amb l’aire ambiental i pren la seva temperatura , i després pren part de la calor del te calent que s'hi aboca, buscant portar els dos medis a l'equilibri tèrmic. Tanmateix, com ja hem descobert anteriorment, és més eficient utilitzar la conductivitat tèrmica per transferir calor d’un medi a un altre, per tant, els TOA més útils en termes de transferència de calor (i àmpliament utilitzats) avui en dia són, per descomptat, recuperador.

Exemple de càlcul de l'intercanviador de calor

Per calcular la potència necessària (Q0), s’utilitza la fórmula del balanç de calor. Aquí Dim actua com a capacitat calorífica específica (valor tabular). Per simplificar els càlculs, podeu obtenir el nivell reduït de capacitat tèrmica

Cal tenir en compte que, d’acord amb la fórmula, independentment del costat on es realitzi el càlcul.

A continuació, heu de trobar l’àrea de superfície necessària en funció de l’equació bàsica de transferència de calor, on k és el coeficient de transferència de calor i ΔTav.log. - capçal de temperatura logarítmica mitja calculada per la fórmula:

Amb un coeficient de transferència de calor incert, es calcula un intercanviador de calor de tipus placa mitjançant un mètode més complex. La fórmula es pot utilitzar per calcular el criteri de Reynolds.

Després d’haver trobat a la taula el valor del criteri de Prandtl que necessitem, podem calcular el criteri de Nusselt de la fórmula, on n = 0,3 - en refredar el líquid, n = 0,4 - en escalfar el líquid.

A més, basant-se en la fórmula, podeu calcular el coeficient de transferència de calor des de qualsevol portador de calor a la paret i, d'acord amb la fórmula, determinar el coeficient de transferència de calor substituït en la fórmula, amb la qual es calcula la superfície de la transferència de calor.

Càlcul tèrmic i estructural

Qualsevol càlcul d’un intercanviador de calor recuperatiu es pot fer a partir dels resultats dels càlculs tèrmics, hidràulics i de resistència. Són fonamentals, obligatoris en el disseny de nous equips i constitueixen la base del mètode de càlcul per a models posteriors de la línia del mateix tipus d’aparells. La tasca principal del càlcul tèrmic de TOA és determinar l’àrea necessària de la superfície d’intercanvi de calor per a un funcionament estable de l’intercanviador de calor i mantenir els paràmetres requerits del mitjà a la sortida.Molt sovint, en aquests càlculs, es dóna als enginyers valors arbitraris de les característiques de massa i mida dels futurs equips (material, diàmetre de la canonada, dimensions de la placa, geometria de la biga, tipus i material d’aleta, etc.), per tant, després del tèrmic, normalment es realitza un càlcul constructiu de l’intercanviador de calor. De fet, si a la primera fase l’enginyer va calcular l’àrea superficial necessària per a un diàmetre determinat de canonada, per exemple, 60 mm, i la longitud de l’intercanviador de calor va resultar, doncs, d’uns seixanta metres, llavors és més lògic suposar un transició cap a un intercanviador de calor de diversos passos, o cap a un tipus de carcassa i tub, o per augmentar el diàmetre dels tubs.

Càlcul hidràulic

Es realitzen càlculs hidràulics o hidromecànics, així com aerodinàmics, per determinar i optimitzar les pèrdues de pressió hidràuliques (aerodinàmiques) a l’intercanviador de calor, així com per calcular els costos energètics per superar-los. El càlcul de qualsevol camí, canal o canonada per al pas del refrigerant suposa una tasca principal per a una persona: intensificar el procés de transferència de calor en aquesta zona. És a dir, un mitjà ha de transmetre i l’altre ha de rebre tanta calor com sigui possible a l’interval mínim del seu flux. Per a això, sovint s’utilitza una superfície d’intercanvi de calor addicional, en forma de nervadures superficials desenvolupades (per separar la subcapa laminar límit i millorar la turbulització del flux). La relació d’equilibri òptima de pèrdues hidràuliques, superfície d’intercanvi de calor, característiques de pes i mida i potència tèrmica eliminada és el resultat d’una combinació de càlcul tèrmic, hidràulic i constructiu de TOA.

Càlcul de verificació

El càlcul de l'intercanviador de calor es realitza en el cas que sigui necessari establir un marge de potència o de l'àrea de la superfície d'intercanvi de calor. La superfície es reserva per diversos motius i en situacions diferents: si es requereix d'acord amb els termes de referència, si el fabricant decideix afegir un marge addicional per assegurar-se que aquest intercanviador de calor entrarà en funcionament i minimitzar errors comesos en els càlculs. En alguns casos, es requereix redundància per arrodonir els resultats de les dimensions de disseny, en altres (evaporadors, economitzadors) s’introdueix especialment un marge superficial en el càlcul de la capacitat de contaminació de l’intercanviador de calor amb oli del compressor present al circuit de refrigeració. I s’ha de tenir en compte la baixa qualitat de l’aigua. Després d’un temps de funcionament ininterromput dels intercanviadors de calor, especialment a altes temperatures, l’escala s’assenta a la superfície d’intercanvi de calor de l’aparell, reduint el coeficient de transferència de calor i provocant inevitablement una disminució paràsita de l’eliminació de calor. Per tant, un enginyer competent, quan calcula un intercanviador de calor aigua-aigua, presta especial atenció a la redundància addicional de la superfície d’intercanvi de calor. El càlcul de verificació també es realitza per tal de veure com funcionaran els equips seleccionats en altres modes secundaris. Per exemple, en els condicionadors d’aire central (unitats de subministrament d’aire), el primer i el segon escalfador, que s’utilitzen a la temporada de fred, s’utilitzen sovint a l’estiu per refredar l’aire entrant subministrant aigua freda als tubs de l’intercanviador de calor d’aire. Com funcionaran i quins paràmetres donaran permet avaluar el càlcul de verificació.

Dades obligatòries

Per calcular l'intercanviador de calor, cal proporcionar les dades següents:

• temperatures d’entrada i sortida en ambdós circuits. Com més gran sigui la diferència entre ells, més petites són les dimensions i el preu d’un bescanviador de calor adequat;
• el nivell màxim de pressió i temperatura del medi de treball. Com més baixos siguin els paràmetres, més barata serà la unitat;
• indicador del cabal massiu del refrigerant en tots dos circuits. Determina el rendiment de les unitats.El consum d’aigua s’indica amb més freqüència. Si multipliqueu les xifres de rendiment i densitat, obtindreu el flux de massa total;
• potència tèrmica (càrrega). Determina la quantitat de calor que desprèn la unitat. El càlcul de la càrrega de calor de l’intercanviador de calor es realitza segons la fórmula P = m × cp × δt, on m significa el cabal del medi, cp és la capacitat calorífica específica i δt és la diferència de temperatura a entrada i sortida del circuit.

Per calcular la transferència de calor de l'intercanviador de calor, caldrà tenir en compte característiques addicionals. El tipus de medi de treball i el seu índex de viscositat determinen el material de l'intercanviador de calor. Necessitareu dades sobre la temperatura mitjana del cap (calculada per la fórmula) i sobre el nivell de contaminació de l’entorn de treball. Aquest darrer paràmetre poques vegades es té en compte, ja que només es requereix en casos excepcionals.

El càlcul de la potència de l’intercanviador de calor requereix informació precisa sobre els paràmetres anteriors. La informació es pot obtenir de la UT o del contracte de l'organització de subministrament de calor, així com del TOR de l'enginyer.

Càlculs de recerca

Els càlculs de recerca de TOA es realitzen sobre la base dels resultats obtinguts dels càlculs tèrmics i de verificació. Per regla general, són necessaris per fer les darreres modificacions del disseny de l’aparell projectat. També es duen a terme per corregir qualsevol equació establerta en el model de càlcul implementat TOA, obtingut empíricament (segons dades experimentals). La realització de càlculs d'investigació implica desenes i, de vegades, centenars de càlculs segons un pla especial desenvolupat i implementat en producció segons la teoria matemàtica de la planificació d'experiments. Segons els resultats, es revela la influència de diverses condicions i quantitats físiques en els indicadors de rendiment de TOA.

Altres càlculs

A l’hora de calcular l’àrea de l’intercanviador de calor, no us oblideu de la resistència dels materials. Els càlculs de resistència TOA inclouen la comprovació de la tensió i la torsió de la unitat dissenyada per aplicar els moments màxims de funcionament admissibles a les parts i conjunts del futur intercanviador de calor. Amb unes dimensions mínimes, el producte ha de ser durador, estable i garantir un funcionament segur en diverses, fins i tot en les condicions de funcionament més estressants.

El càlcul dinàmic es duu a terme per tal de determinar les diverses característiques de l'intercanviador de calor en modes variables del seu funcionament.

Intercanviadors de calor tub a tub

Considerem el càlcul més senzill d’un intercanviador de calor tub a tub. Estructuralment, aquest tipus de TOA es simplifica al màxim. Com a regla general, es deixa entrar un refrigerant calent a la canonada interior de l’aparell per minimitzar les pèrdues i es llança un refrigerant de refrigeració a la carcassa o a la canonada exterior. En aquest cas, la tasca de l’enginyer es redueix a determinar la longitud d’un bescanviador de calor basat en l’àrea calculada de la superfície d’intercanvi de calor i els diàmetres donats.

Cal afegir aquí que el concepte d’un intercanviador de calor ideal s’introdueix en termodinàmica, és a dir, un aparell de longitud infinita, on els refrigerants funcionen en un contracorrent i la diferència de temperatura s’activa completament entre ells. El disseny tub a tub s’acosta més a aquests requisits. I si feu servir els refrigerants en un contracorrent, serà l'anomenat "contracorrent real" (i no pas de flux creuat, com a la placa TOA). El cap de temperatura s’activa de manera més eficient amb aquesta organització del moviment. No obstant això, quan es calcula un intercanviador de calor tub a tub, cal ser realista i no oblidar-se del component logístic, així com de la facilitat d’instal·lació. La longitud de l’euro-camió és de 13,5 metres, i no totes les sales tècniques estan adaptades al patinatge i a la instal·lació d’equips d’aquesta longitud.

Esquemes de connexió

Un intercanviador de calor que funciona segons el principi aigua-aigua té diversos esquemes de connexió diferents, no obstant això, els circuits de tipus primari es munten a les canonades de distribució de la xarxa de calefacció (pot ser privat o venut pels serveis de la ciutat) i el tipus secundari es munten circuits a la canonada de subministrament d’aigua.
Molt sovint, només depèn de les decisions sobre el projecte quin tipus de connexió es permet utilitzar. A més, l'esquema d'instal·lació i la seva elecció es basen en les normes de "Disseny d'unitats de calefacció" i en la norma de l'empresa conjunta amb el número 41-101-95. Si la relació i la diferència del cabal de calor d’aigua màxim possible per al subministrament d’aigua calenta al flux de calor per escalfar es determina en el rang de ≤0,2 a ≥1, la base és el diagrama de connexió en una etapa, i si de 0,2≤ a ≤1, després de dos graus ...

Estàndard

L'esquema més senzill i rendible d'implementar és paral·lel. Amb aquest esquema, els intercanviadors de calor es munten en sèrie respecte a les vàlvules de control, és a dir, la vàlvula d’aturada, així com paral·leles a tota la xarxa de calefacció. Per tal d’aconseguir el màxim intercanvi de calor dins del sistema, es requereixen elevats índexs de consum dels portadors de calor.

Esquema de dues etapes

Sistema mixt de dues etapes
Si utilitzeu un esquema de dues etapes, amb ell s’escalfa aigua en un parell de dispositius independents o en una instal·lació de monobloc. És important recordar que l’esquema d’instal·lació i la seva complexitat dependran de la configuració general de la xarxa. D’altra banda, amb un esquema de dues etapes, augmenta el nivell d’eficiència de tot el sistema i també disminueix el consum de portadors de calor (fins al 40% aproximadament).

Amb aquest esquema, la preparació de l’aigua té lloc en dos passos. Durant el primer pas, s’aplica energia tèrmica escalfant l’aigua a 40 graus i, durant el segon pas, l’aigua s’escalfa a 60 graus.

Connexió tipus sèrie

Esquema seqüencial de dues etapes
Aquest esquema s’implementa en el marc d’un dels dispositius per a l’intercanvi de calor del subministrament d’aigua calenta, i aquest tipus d’intercanviador de calor és molt més complicat en el disseny en comparació amb els esquemes estàndard. També costarà molt més.

Intercanviadors de calor de carcassa i tub

Per tant, molt sovint el càlcul d’un aparell d’aquest tipus flueix sense problemes cap al càlcul d’un intercanviador de calor de tubs i carcasses. Es tracta d’un aparell en què es troba un feix de canonades en una sola carcassa (carcassa), rentada per diversos refrigerants, segons la finalitat de l’equip. En condensadors, per exemple, el refrigerant passa a la camisa i l’aigua a les canonades. Amb aquest mètode de moviment de suports, és més convenient i eficaç controlar el funcionament de l’aparell. En els evaporadors, al contrari, el refrigerant bull als tubs i al mateix temps els renta el líquid refredat (aigua, salmorra, glicols, etc.). Per tant, el càlcul d’un intercanviador de calor de canonada i tub es redueix a minimitzar la mida de l’equip. Mentre juga amb el diàmetre de la carcassa, el diàmetre i el nombre de canonades interiors i la longitud de l’aparell, l’enginyer arriba al valor calculat de l’àrea de la superfície d’intercanvi de calor.

Determinació del coeficient de transmissió de calor

Per als càlculs preliminars d'equips d'intercanvi de calor i diversos tipus de comprovacions, s'utilitzen valors aproximats dels coeficients, estandarditzats per a determinades categories:

• coeficients de transferència de calor per a la condensació del vapor d’aigua: de 4.000 a 15.000 W / (m2K);
• coeficients de transferència de calor per a l'aigua que es mou a través de les canonades - de 1200 a 5800 W / (m2K);
• coeficients de transferència de calor del condensat vaporós a l’aigua: de 800 a 3500 W / (m2K).

El càlcul exacte del coeficient de transmissió de calor (K) es realitza segons la fórmula següent:

En aquesta fórmula:

• α1 és el coeficient de transferència de calor per al mitjà de calefacció (expressat en W / (m2K));
• α2 és el coeficient de transferència de calor per al portador de calor escalfat (expressat en W / (m2K));
• δst - paràmetre del gruix de la paret de la canonada (expressat en metres);
• λst - coeficient de conductivitat tèrmica del material utilitzat per a la canonada (expressat en W / (m * K)).

Aquesta fórmula dóna un resultat "ideal", que normalment no es correspon al 100% amb l'estat real de les coses. Per tant, s’afegeix un paràmetre més a la fórmula - Rzag.

Aquest és un indicador de la resistència tèrmica de diversos contaminants que es formen a les superfícies calefactores de la canonada (és a dir, a escala ordinària, etc.)

La fórmula de l’indicador de contaminació és la següent:

R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2

En aquesta fórmula:

• δ1 és el gruix de la capa de sediment a la cara interna de la canonada (en metres);
• δ2 és el gruix de la capa de sediment a l'exterior de la canonada (en metres);
• λ1 i λ2 són els valors dels coeficients de conductivitat tèrmica per a les capes de contaminació corresponents (expressades en W / (m * K)).

Intercanviadors de calor d'aire

Un dels intercanviadors de calor més comuns actualment són els intercanviadors de calor tubulars amb aletes. També s’anomenen bobines. Allà on no estiguin instal·lats, començant per les unitats de fan coil (de l'anglès fan + coil, és a dir, "fan" + "coil") als blocs interns dels sistemes dividits i acabant amb recuperadors gegants de gasos de combustió (extracció de calor dels gasos de combustió transferiu-lo per a necessitats de calefacció) en plantes de calderes a CHP. És per això que el disseny d’un intercanviador de calor en bobina depèn de l’aplicació on entrarà en funcionament l’intercanviador de calor. Els refrigeradors d’aire industrials (VOP), instal·lats en càmeres de congelació de carn, en congeladors de baixa temperatura i en altres objectes de refrigeració d’aliments, requereixen certes característiques de disseny en el seu rendiment. La distància entre les làmines (aletes) ha de ser el més gran possible per augmentar el temps de funcionament continu entre els cicles de descongelació. Els evaporadors per als centres de dades (centres de processament de dades), al contrari, es fan el més compactes possible, reduint l’espaiat al mínim. Aquests intercanviadors de calor funcionen en "zones netes" envoltats de filtres fins (fins a la classe HEPA), per tant, aquest càlcul de l'intercanviador de calor tubular es realitza amb èmfasi a minimitzar la mida.

Intercanviadors de calor de plaques

Actualment, els intercanviadors de calor de plaques tenen una demanda estable. Segons el seu disseny, són totalment plegables i semi-soldats, soldats amb coure i soldats amb níquel, soldats i soldats mitjançant el mètode de difusió (sense soldadura). El disseny tèrmic d’un intercanviador de calor de plaques és prou flexible i no és particularment difícil per a un enginyer. En el procés de selecció, podeu jugar amb el tipus de plaques, la profunditat de perforació dels canals, el tipus de nervadures, el gruix de l’acer, diferents materials i, sobretot, nombrosos models de dispositius de diferents dimensions de mida estàndard. Aquests intercanviadors de calor són baixos i amplis (per escalfar l'aigua amb vapor) o alts i estrets (intercanviadors de calor separadors per a sistemes de climatització). Sovint s’utilitzen per a mitjans de canvi de fase, és a dir, com a condensadors, evaporadors, desescalfadors, precondensadors, etc. És una mica més difícil realitzar el càlcul tèrmic d’un intercanviador de calor que funciona segons un esquema de dues fases que un intercanviador de calor líquid-líquid, però per a un enginyer experimentat, aquesta tasca és resoluble i no és especialment difícil. Per facilitar aquests càlculs, els dissenyadors moderns utilitzen bases informàtiques d'enginyeria, on podeu trobar molta informació necessària, inclosos els diagrames de l'estat de qualsevol refrigerant en qualsevol exploració, per exemple, el programa CoolPack.

Càlcul d’un intercanviador de calor de plaques: com es determinen els paràmetres correctes?

Principis generals del disseny de sistemes de subministrament de calor

El sistema de subministrament de calor és un sistema per transportar energia tèrmica (en forma d’aigua o vapor escalfat) des d’una font de calor fins al consumidor.
El sistema de subministrament de calor consisteix bàsicament en tres parts: una font de calor, un consumidor de calor, una xarxa de calor, que serveix per transportar la calor d’una font a un consumidor.

1. Caldera de vapor a una sala de calefacció o CHP.
2. Intercanviador de calor de xarxa.
3. Bomba de circulació.
4. Intercanviador de calor per al sistema de subministrament d’aigua calenta.
5. Intercanviador de calor del sistema de calefacció.

Paper dels elements del circuit:

• unitat de caldera: font de calor, transferència de la calor de combustió del combustible al refrigerant;
• equips de bombament: crea una circulació del refrigerant;
• canonada de subministrament: subministrament de refrigerant escalfat des de la font fins al consumidor;
• canalització de retorn: retorn del transportador de calor refredat a la font del consumidor;
• equips d’intercanvi de calor: conversió d’energia tèrmica.

Gràfics de temperatura

Al nostre país, s’ha adoptat una regulació d’alta qualitat del subministrament de calor als consumidors. És a dir, sense canviar el cabal del refrigerant a través del sistema que consumeix calor, la diferència de temperatura a l’entrada i sortida del sistema canvia.

Això s’aconsegueix canviant la temperatura de la canonada de flux en funció de la temperatura exterior. Com més baixa sigui la temperatura exterior, més alta serà la temperatura de cabal. En conseqüència, la temperatura de la canonada de retorn també canvia segons aquesta relació. I tots els sistemes que consumeixen calor estan dissenyats tenint en compte aquests requisits.

Els gràfics de la dependència de la temperatura del refrigerant a les canonades de subministrament i retorn es denominen gràfics de temperatura del sistema de subministrament de calor.

El calendari de temperatura el defineix la font de subministrament de calor en funció de la seva capacitat, els requisits de les xarxes de calefacció i els requeriments dels consumidors. Les corbes de temperatura s’anomenen segons les temperatures màximes de les canonades de subministrament i retorn: 150/70, 95/70 ...

Tallar el gràfic a la part superior, quan la sala de calderes no té prou capacitat.

Tallar el gràfic a la part inferior per garantir l'operativitat dels sistemes ACS.

Els sistemes de calefacció funcionen principalment segons el programa 95/70 per garantir una temperatura mitjana a l'escalfador de 82,5 ° C a -30 ° C.

Si la temperatura requerida a la canonada d’alimentació la proporciona la font de calor, el consumidor de calor proporciona la temperatura requerida a la canonada de retorn amb el seu sistema que consumeix calor. Si hi ha una sobrevaloració de la temperatura de l'aigua de retorn del consumidor, això significa el funcionament insatisfactori del seu sistema i comporta multes, ja que comporta un deteriorament del funcionament de la font de calor. Al mateix temps, la seva eficiència disminueix. Per tant, hi ha organitzacions especials de control que controlen que els sistemes consumidors de calor donen la temperatura de l’aigua de retorn segons el calendari de temperatura o inferior. No obstant això, en alguns casos, es permet una sobreestimació, per exemple. en instal·lar bescanviadors de calor.

La programació 150/70 permetrà la transferència de calor des d’una font de calor amb un consum de calor inferior, tot i que no es pot subministrar un vehicle de calor amb una temperatura superior a 105 ° C als sistemes de calefacció de la casa. Per tant, l’horari es redueix, per exemple, en un 95/70. La baixada es realitza instal·lant un bescanviador de calor o barrejant aigua de retorn a la canonada de subministrament.

Hidràulica de xarxa de calefacció

La circulació de l'aigua en els sistemes de subministrament de calor es realitza mitjançant bombes de xarxa a les calderes i als punts de calefacció. Com que la longitud de les línies és força gran, la diferència de pressió en les canonades de subministrament i retorn, que crea la bomba, disminueix amb la distància de la bomba.

Es pot veure a partir de la xifra que el consumidor més remot té la caiguda de pressió més petita disponible. És a dir.per al funcionament normal dels seus sistemes que consumeixen calor, és necessari que tinguin la menor resistència hidràulica per garantir el flux d’aigua requerit a través d’ells.

Càlcul d’intercanviadors de calor de plaques per a sistemes de calefacció

L’aigua per escalfar es pot preparar escalfant-la en un bescanviador de calor.

Quan càlcul d’un bescanviador de calor de plaques per obtenir aigua de calefacció, es prenen les dades inicials del període més fred, és a dir, quan es requereixen les temperatures més altes i, en conseqüència, el consum de calor més alt. Aquest és el pitjor dels casos d’un intercanviador de calor dissenyat per escalfar.

Una característica especial del càlcul d’un intercanviador de calor per a un sistema de calefacció és la temperatura de retorn de l’aigua sobreestimada pel costat de la calefacció. Això es permet expressament, ja que qualsevol intercanviador de calor superficial, en principi, no pot refredar l’aigua de retorn a la temperatura del gràfic, si l’aigua amb la temperatura del gràfic entra a l’entrada de l’intercanviador de calor pel costat escalfat. Normalment es permet una diferència de 5-15 ° C.

Càlcul d’intercanviadors de calor de plaques per a sistemes d’ACS

Quan càlcul d'intercanviadors de calor de plaques per a sistemes d'aigua calenta Les dades inicials es prenen per al període de transició, és a dir, quan la temperatura del refrigerant de subministrament és baixa (normalment 70 ° C), l’aigua freda té la temperatura més baixa (2-5 ° C) i el sistema de calefacció continua funcionant - Són mesos de maig a setembre. Aquest és el pitjor cas de l’intercanviador de calor d’ACS.

La càrrega de disseny dels sistemes d’ACS es determina en funció de la disponibilitat a la instal·lació on s’instal·len els bescanviadors de calor dels tancs d’emmagatzematge.

En absència de tancs, els intercanviadors de calor de plaques estan dissenyats per a una càrrega màxima. És a dir, els intercanviadors de calor han de proporcionar escalfament d’aigua fins i tot a la màxima aspiració d’aigua.

Amb els dipòsits d’emmagatzematge, els intercanviadors de calor de plaques estan dissenyats per a una càrrega mitjana horària. Els dipòsits d’acumuladors es reposen constantment per compensar l’extensió màxima. Els intercanviadors de calor només han de subministrar els tancs.

La proporció de la càrrega horària màxima i mitjana en alguns casos arriba a 4-5 vegades.

Tingueu en compte que és convenient calcular els bescanviadors de calor de plaques al nostre propi programa de càlcul "Ridan".