מחליף חום צלחת לאספקת מים חמים. מה לחפש כשבוחרים.

חישוב מחליף החום אורך כיום לא יותר מחמש דקות. כל ארגון שמייצר ומוכר ציוד כזה, בדרך כלל, מספק לכל אחד את תוכנית הבחירה שלו. אתה יכול להוריד אותו בחינם מאתר החברה, או שהטכנאי שלהם יגיע למשרד שלך ויתקין אותו בחינם. עם זאת, עד כמה התוצאה של חישובים כאלה נכונה, האם ניתן לסמוך עליה והאם היצרן אינו ערמומי כאשר נלחם במכרז עם מתחרותיו? בדיקת מחשבון אלקטרוני דורשת ידע או לפחות הבנה של מתודולוגיית החישוב עבור מחליפי חום מודרניים. בואו ננסה להבין את הפרטים.

מהו מחליף חום

לפני שנחשב את מחליף החום, בואו נזכור, באיזה סוג מכשיר מדובר? מנגנון החלפת חום ומסה (aka מחליף חום, aka מחליף חום, או TOA) הוא מכשיר להעברת חום ממוביל חום אחד למשנהו. בתהליך שינוי הטמפרטורות של נוזלי הקירור, צפיפותם ובהתאם לכך משתנים גם אינדיקטורי המסה של חומרים. לכן תהליכים כאלה נקראים העברת חום ומסה.

מושגי יסוד של העברת חום לחישוב

מחליפי חום מחושבים באמצעות מידע בסיסי בחוקים להחלפת חום.

במאמר זה נשקול כמה מושגים המשמשים בחישובים כאלה.

• חום ספציפי הוא כמות אנרגיית החום הנדרשת לחימום של קילוגרם אחד של חומר לכל מעלה אחת צלזיוס. בהתבסס על המידע על קיבולת החום, מוצג כמה חום נצבר. לצורך חישובי אנרגיית חום הערך הממוצע של קיבולת החום נלקח בטווח מסוים של אינדיקטורי טמפרטורה.

• כמות אנרגיית החום הנדרשת לחימום 1 ק"ג של חומר מאפס לטמפרטורה הנדרשת נקראת אנטלפיה ספציפית.

• חום ספציפי של טרנספורמציות כימיות היא כמות אנרגיית החום המשתחררת בתהליך טרנספורמציה כימית של כל יחידת משקל של חומר.

• חום ספציפי של טרנספורמציות פאזה קובע את כמות האנרגיה התרמית הנספגת או משתחררת במהלך הפיכת כל יחידת מסה של חומר ממוצק לנוזל, מנוזל למצב צבירה גזי וכו '.

מחשבון מקוון לחישוב מחליף חום ממנו יעזור לכם להשיג פתרון תוך 15 דקות. לחלופין, תוכל להשתמש בתיאוריה של מחליף חום מסוג צלחת, המתואר להלן במאמר זה, ולעשות את החישובים הדרושים בעצמך.

סוגי העברת חום

עכשיו בואו נדבר על סוגי העברת החום - יש רק שלושה כאלה. קרינה - העברת חום באמצעות קרינה. כדוגמה, תוכלו לחשוב על שיזוף על החוף ביום קיץ חם. ומחליפי חום כאלה ניתן למצוא אפילו בשוק (מחממי אוויר בצינור). עם זאת, לרוב לחימום מגורים, חדרים בדירה, אנו קונים נפט או רדיאטורים חשמליים. זו דוגמה לסוג אחר של העברת חום - הסעה. הסעה יכולה להיות טבעית, מאולצת (מכסה המנוע, ויש מקדם בקופסה) או המושרה מכנית (עם מאוורר, למשל). הסוג האחרון יעיל בהרבה.

עם זאת, הדרך היעילה ביותר להעברת חום היא מוליכות תרמית, או, כשמה כן כן, הולכה (מההולכה האנגלית - "הולכה"). כל מהנדס שעומד לבצע חישוב תרמי של מחליף חום, קודם כל, חושב על בחירת ציוד יעיל במידות הקטנות ביותר האפשריות.וזה מושג בדיוק בגלל מוליכות תרמית. דוגמא לכך היא ה- TOA היעיל ביותר כיום - מחליפי חום צלחות. פלייט TOA, בהגדרתו, הוא מחליף חום המעביר חום מנוזל קירור אחד למשנהו דרך הקיר המפריד ביניהם. שטח המגע המרבי האפשרי בין שני חומרי הדפסה, יחד עם חומרים שנבחרו כהלכה, פרופיל הלוחות ועובים, מאפשר למזער את גודל הציוד שנבחר תוך שמירה על המאפיינים הטכניים המקוריים הנדרשים בתהליך הטכנולוגי.

סוגי מחליפי חום

לפני חישוב מחליף החום, הם נקבעים לפי סוגו. ניתן לחלק את כל ה- TOA לשתי קבוצות גדולות: מחליפי חום מחלימים ומתחדשים. ההבדל העיקרי ביניהם הוא כדלקמן: ב- TOA להחלמה, חילופי חום מתרחשים דרך קיר המפריד בין שני נוזלי קירור, וב- TOA regenerative, לשני המדיה יש קשר ישיר זה עם זה, לעיתים קרובות מערבבים ודורשים הפרדה לאחר מכן במפרידים מיוחדים. מחליפי חום רגנרטיביים מחולקים למחלפי ערבוב וחום עם אריזה (נייחים, נופלים או בינוניים). באופן גס, דלי מים חמים שנחשף לכפור או כוס תה חם שמונח במקרר להתקרר (לעולם אל תעשו זאת!) הוא דוגמה לתערובת TOA כזו. ועל ידי שפיכת תה לצלוחית וקירורו בדרך זו, אנו מקבלים דוגמה של מחליף חום מתחדש עם זרבובית (הצלוחית בדוגמה זו ממלאת את התפקיד של זרבובית), היוצרת קשר ראשון עם האוויר הסביבתי ולוקחת את הטמפרטורה ואז לוקח חלק מהחום מהתה החם שנמזג לתוכו, ומבקש להביא את שני המדיות לשיווי משקל תרמי. עם זאת, כפי שכבר גילינו קודם, יעיל יותר להשתמש במוליכות תרמית להעברת חום ממדיום אחד למשנהו, לכן, TOA שימושיים יותר מבחינת העברת חום (ונמצאים בשימוש נרחב) כיום, כמובן, התאוששות.

דוגמה לחישוב מחליף חום

לחישוב ההספק הנדרש (Q0), משתמשים בנוסחת איזון החום. כאן היינו עושים משמש כקיבולת חום ספציפית (ערך טבלאי). כדי לפשט את החישובים, אתה יכול לקחת את רמת קיבולת החום המופחתת

יש לזכור כי בהתאם לנוסחה, ללא קשר לצד בו מתבצע החישוב.

לאחר מכן, עליך למצוא את שטח הפנים הנדרש על בסיס משוואת העברת החום הבסיסית, היכן k הוא מקדם העברת החום, ו יומן ΔTav. - ראש טמפרטורה לוגריתמי ממוצע, מחושב לפי הנוסחה:

עם מקדם העברת חום לא בטוח, מחליף מחליף חום מסוג פלטה בשיטה מורכבת יותר. ניתן להשתמש בנוסחה לחישוב הקריטריון של ריינולדס.

לאחר שמצאנו בטבלה את הערך של קריטריון פרנדטל שאנו זקוקים לו, נוכל לחשב את קריטריון נוסלט של הנוסחה, היכן n = 0.3 - כשמקררים את הנוזל, n = 0.4 - בעת חימום הנוזל.

יתר על כן, בהתבסס על הנוסחה, אתה יכול לחשב את מקדם העברת החום מכל נושא חום לקיר, ובהתאם לנוסחה, לקבוע את מקדם העברת החום שהוחלף בנוסחה, באמצעותו מחושב שטח הפנים של העברת החום.

חישוב תרמי ומבני

כל חישוב של מחליף חום להחלמה יכול להתבצע על בסיס תוצאות חישובי תרמי, הידראולי וחוזק. הם בסיסיים, חובה בתכנון ציוד חדש ומהווים בסיס לשיטת החישוב עבור המודלים הבאים של הקו של אותו סוג של מכשירים. המשימה העיקרית של החישוב התרמי של TOA היא לקבוע את השטח הנדרש של משטח חילופי החום להפעלה יציבה של מחליף החום ושמירה על הפרמטרים הנדרשים של המדיה בשקע.לעתים קרובות למדי, בחישובים כאלה, מהנדסים מקבלים ערכים שרירותיים של מאפייני המסה והגודל של הציוד העתידי (חומר, קוטר הצינור, מידות הלוח, גיאומטריית הקורה, סוג וחומר הסנפיר וכו '), לכן לאחר אחד תרמי, בדרך כלל מתבצע חישוב קונסטרוקטיבי של מחליף החום. אכן, אם בשלב הראשון חישב המהנדס את שטח הפנים הדרוש עבור קוטר צינור נתון, למשל, 60 מ"מ, ואורך מחליף החום התברר לפיכך כשישים מטרים, הרי זה הגיוני יותר להניח מעבר למחליף חום רב מעבר, או לסוג מעטפת וצינור, או להגדיל את קוטר הצינורות.

חישוב הידראולי

חישובים הידראוליים או הידרומכניים, כמו גם אווירודינמיים, מתבצעים על מנת לקבוע ולייעל את הפסדי הלחץ ההידראוליים (אווירודינמיים) במחליף החום, כמו גם כדי לחשב את עלויות האנרגיה כדי להתגבר עליהם. חישוב כל נתיב, תעלה או צינור למעבר נוזל הקירור מהווה משימה ראשונית לאדם - להעצים את תהליך העברת החום באזור זה. כלומר, מדיום אחד צריך להעביר, והשני צריך לקבל כמה שיותר חום במרווח הזרימה המינימלי. לשם כך משתמשים לעתים קרובות במשטח חילופי חום נוסף, בצורה של צלעות משטח מפותחות (כדי להפריד את שכבת המשנה הלמינרית של הגבול ולהגביר את מערבולת הזרימה). יחס המאזן האופטימלי של הפסדים הידראוליים, שטח החלפת חום, מאפייני משקל וגודל ועוצמת החום שהוסרה הוא תוצאה של שילוב של חישוב תרמי, הידראולי ובונה של TOA.

חישוב אימות

חישוב מחליף החום מתבצע במקרה בו יש צורך להניח מרווח כוח או לשטח משטח חילופי החום. המשטח שמור מסיבות שונות ובמצבים שונים: אם הדבר נדרש על פי תנאי ההתייחסות, אם היצרן מחליט להוסיף שוליים נוספים על מנת להיות בטוח שמחליף חום כזה ייכנס לפעולה, וכדי למזער טעויות שנעשו בחישובים. בחלק מהמקרים נדרשת יתירות כדי לעגל את התוצאות של ממדי התכנון, באחרים (מאיידים, כלכלנים), שוליים פנימיים מוחדרים במיוחד לחישוב יכולתו של מחליף החום לזיהום בשמן מדחס הקיים במעגל הקירור. ויש לקחת בחשבון את איכות המים הנמוכה. לאחר זמן מה של הפעלה ללא הפרעה של מחליפי חום, במיוחד בטמפרטורות גבוהות, האבנית מתיישבת על משטח חילופי החום של המכשיר, מה שמקטין את מקדם העברת החום ומוביל בהכרח לירידה טפילית בהסרת החום. לכן מהנדס מוסמך בעת חישוב מחליף החום מים למים, מקדיש תשומת לב מיוחדת ליתירות נוספת של משטח חילופי החום. חישוב האימות מתבצע גם על מנת לראות כיצד הציוד שנבחר יעבוד במצבים אחרים ומשניים. לדוגמא, במזגנים מרכזיים (יחידות אספקת אוויר), מחממי חימום ראשונים ושניים, המשמשים בעונה הקרה, משמשים לעיתים קרובות בקיץ כדי לקרר את האוויר הנכנס על ידי אספקת מים קרים לצינורות של מחליף חום האוויר. כיצד הם יתפקדו ואילו פרמטרים הם יתנו מאפשרים לך להעריך את חישוב האימות.

נתונים נחוצים

כדי לחשב את מחליף החום, יש לספק את הנתונים הבאים:

• טמפרטורות כניסה ויציאה בשני המעגלים. ככל שההבדל ביניהם גדול יותר, כך הממדים והמחיר של מחליף חום מתאים קטנים יותר;
• רמת הלחץ והטמפרטורה המקסימלית של מדיום העבודה. ככל שהפרמטרים נמוכים יותר, היחידה זולה יותר;
• אינדיקטור לקצב זרימת המסה של נוזל הקירור בשני המעגלים. קובע את תפוקת היחידות.לרוב מצוין צריכת מים. אם מכפילים את הנתונים עבור תפוקה וצפיפות, מקבלים את זרימת המסה הכוללת;
• כוח תרמי (עומס). קובע את כמות החום שהיחידה נותנת. חישוב עומס החום של מחליף החום מתבצע על פי הנוסחה כניסה ויציאה של המעגל.

כדי לחשב את העברת החום של מחליף החום, יהיה צורך לקחת בחשבון מאפיינים נוספים. סוג אמצעי העבודה ומדד הצמיגות שלו קובעים את החומר של מחליף החום. תזדקק לנתונים על ראש הטמפרטורה הממוצע (מחושב לפי הנוסחה) ועל רמת הזיהום של סביבת העבודה. לעתים רחוקות לוקחים בחשבון את הפרמטר האחרון מכיוון שהוא נדרש רק במקרים חריגים.

חישוב הספק מחליף החום דורש מידע מדויק אודות הפרמטרים לעיל. ניתן לקבל מידע מה- TU או מהחוזה מארגון אספקת החום, כמו גם מה- TOR של המהנדס.

חישובי מחקר

חישובי מחקר של TOA מתבצעים על בסיס התוצאות המתקבלות של חישובי תרמית ואימות. ככלל, הם נחוצים לביצוע התיקונים האחרונים בעיצוב המכשיר המוקרן. הם גם מבוצעים על מנת לתקן את כל המשוואות שנקבעו במודל החישוב המיושם TOA, המתקבלות באופן אמפירי (על פי נתוני ניסוי). ביצוע חישובי מחקר כולל עשרות, ולעיתים מאות חישובים על פי תוכנית מיוחדת שפותחה ומיושמת בייצור על פי התיאוריה המתמטית של תכנון הניסוי. על פי התוצאות, נחשפת ההשפעה של מצבים שונים וכמויות פיזיות על מדדי הביצועים של TOA.

חישובים אחרים

בעת חישוב השטח של מחליף החום, אל תשכח מהתנגדות החומרים. חישובי חוזק ה- TOA כוללים בדיקת היחידה המתוכננת למתח, פיתול, ליישום רגעי ההפעלה המרביים המותרים על החלקים והמכלולים של מחליף החום העתידי. במידות מינימליות, על המוצר להיות עמיד, יציב ולהבטיח פעולה בטוחה בתנאי הפעלה מגוונים, אפילו בתנאי לחץ.

חישוב דינמי מתבצע על מנת לקבוע את המאפיינים השונים של מחליף החום במצבי הפעלה משתנים.

מחליפי חום של שפופרת

בואו ניקח בחשבון את החישוב הפשוט ביותר של מחליף חום בצינור. מבחינה מבנית, סוג זה של TOA מפושט ככל האפשר. ככלל, מכניסים נוזל קירור חם לצינור הפנימי של המכשיר כדי למזער הפסדים, ונוזל קירור מוחדר למארז או לצינור החיצוני. משימתו של המהנדס במקרה זה מצטמצמת לקביעת אורכו של מחליף חום כזה על סמך השטח המחושב של משטח חילופי החום וקוטרים נתונים.

יש להוסיף כאן כי הרעיון של מחליף חום אידיאלי מוצג בתרמודינמיקה, כלומר במנגנון באורך אינסופי, בו נוזלי הקירור עובדים בזרימת נגד, והפרש הטמפרטורה מופעל לחלוטין ביניהם. עיצוב הצינור בצינור מגיע הכי קרוב לעמידה בדרישות אלה. ואם אתה מריץ את נוזלי הקירור בזרימת נגד, אז זה יהיה מה שמכונה "זרימת נגד אמיתית" (ולא זרימה צולבת, כמו בצלחת TOA). ראש הטמפרטורה מופעל בצורה היעילה ביותר עם ארגון כזה של תנועה. עם זאת, בעת חישוב מחליף חום צינור בצינור, צריך להיות מציאותי ולא לשכוח את הרכיב הלוגיסטי, כמו גם את קלות ההתקנה. אורכו של ה- Eurotruck הוא 13.5 מטר, ולא כל החדרים הטכניים מותאמים להחלקה והתקנה של ציוד באורך זה.

דיאגרמות חיבור

מחליף חום הפועל על פי עיקרון מים למים כולל מספר תוכניות חיבור שונות, אולם לולאות הסוג העיקרי מותקנות בצינורות ההפצה של רשת החימום (הוא יכול להיות פרטי או להימכר על ידי שירותי העיר), והסוג המשני לולאות מותקנות בצינור אספקת המים.
לרוב, זה תלוי רק בהחלטות על הפרויקט באיזה סוג חיבור מותר להשתמש. כמו כן, תוכנית ההתקנה ובחירתה מבוססים על הנורמות של "תכנון יחידות חימום" ובתקן המיזם המשותף תחת המספר 41-101-95. אם היחס וההפרש של זרימת חום המים המרבית האפשרית לאספקת מים חמים לזרימת החום לחימום נקבעים בטווח שבין ≤0.2 ל ≥1, הבסיס הוא דיאגרמת החיבור בשלב אחד, ואם מ- 0.2 ≤ ל ≤1, ואז לשתי מעלות ...

תֶקֶן

התוכנית הפשוטה והמשתלמת ביותר ליישום מקבילה. עם תוכנית זו, מחליפי החום מותקנים בסדרה ביחס לשסתומי הבקרה, כלומר שסתום הכיבוי, כמו גם במקביל לרשת החימום כולה. על מנת להשיג חילופי חום מקסימליים בתוך המערכת, נדרשים שיעורי צריכה גבוהים של נושאי חום.

תכנית דו-שלבית

מערכת מעורבת דו-שלבית
אם אתה משתמש בתכנית דו-שלבית, אז אתה מחמם מים בזוג מכשירים עצמאיים או במתקן מונובלוק. חשוב לזכור כי תוכנית ההתקנה ומורכבותה תלויה בתצורת הרשת הכוללת. מצד שני, עם תוכנית דו-שלבית, רמת היעילות של המערכת כולה עולה, וגם צריכת נושאות החום יורדת (עד כ- 40 אחוז).

בעזרת תוכנית זו, הכנת המים מתבצעת בשני שלבים. בשלב הראשון מפעילים אנרגיה תרמית, מחממים את המים ל 40 מעלות ובמהלך השלב השני מחממים את המים ל 60 מעלות.

חיבור מסוג סידורי

תכנית רציפה דו-שלבית
תוכנית כזו מיושמת במסגרת אחד המכשירים להחלפת חום של אספקת מים חמים וסוג זה של מחליף חום מורכב הרבה יותר בתכנון בהשוואה לתכניות סטנדרטיות. זה גם יעלה הרבה יותר.

מחליפי חום מעטפת וצינורות

לכן, לעתים קרובות מאוד החישוב של מכשיר כזה זורם בצורה חלקה לחישוב של מחליף חום מעטפת וצינור. זהו מנגנון בו חבורת צינורות ממוקמת במעטפת (מעטפת) אחת, נשטפת על ידי נוזלי קירור שונים, בהתאם למטרת הציוד. בקבלים, למשל, מפעילים את הקירור למעיל ואת המים לצינורות. בשיטה זו של העברת מדיה, זה יותר נוח ויעיל יותר לשלוט על פעולת המכשיר. במאיידים, להפך, הקירור רותח בצינורות, ובמקביל הם נשטפים על ידי הנוזל המקורר (מים, מלח, גליקולים וכו '). לכן, החישוב של מחליף חום מעטפת וצינור מצטמצם למזעור גודל הציוד. תוך כדי משחק בקוטר המעטפת, בקוטר ובמספר הצינורות הפנימיים ואורך המכשיר, מגיע המהנדס לערך המחושב של שטח פני חילופי החום.

קביעת מקדם העברת החום

לצורך חישובים ראשוניים של ציוד חילופי חום וסוגים שונים של בדיקות משתמשים בערכים המקורבים של המקדמים, המתוקננים לקטגוריות מסוימות:

• מקדמי העברת חום לעיבוי אדי מים - מ 4000 עד 15000 W / (m2K);
• מקדמי העברת חום למים הנעים בצינורות - מ- 1200 עד 5800 W / (m2K);
• מקדמי העברת חום ממעבה אדים למים - מ -800 עד 3500 W / (m2K).

החישוב המדויק של מקדם העברת החום (K) מתבצע על פי הנוסחה הבאה:

בנוסחה זו:

• α1 הוא מקדם העברת החום עבור מדיום החימום (מבוטא ב- W / (m2K));
• α2 הוא מקדם העברת החום של נושא החום המחומם (מבוטא ב- W / (m2K));
• δst - פרמטר של עובי דופן הצינור (מבוטא במטרים);
• λst - מקדם מוליכות תרמית של החומר המשמש לצינור (מבוטא ב- W / (m * K)).

נוסחה כזו נותנת תוצאה "אידיאלית", שלרוב אינה תואמת 100% את המצב האמיתי. לכן נוסף נוסחה נוספת לפורמולה - Rzag.

זהו אינדיקטור לעמידות התרמית של מזהמים שונים הנוצרים על משטחי החימום של הצינור (כלומר אבנית רגילה וכו ').

הנוסחה למדד הזיהום נראית כך:

R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2

בנוסחה זו:

• δ1 הוא עובי שכבת המשקעים בצד הפנימי של הצינור (במטרים);
• δ2 הוא עובי שכבת המשקעים בחלקו החיצוני של הצינור (במטר);
• λ1 ו- λ2 הם הערכים של מקדמי המוליכות החום עבור שכבות הזיהום המתאימות (מבוטאים ב- W / (m * K)).

מחליפי חום אוויר

אחד מחליפי החום הנפוצים ביותר כיום הוא מחליפי חום צינורי. הם נקראים גם סלילים. בכל מקום בו הם לא מותקנים, החל מיחידות סליל מאווררים (מהמאוורר + סליל האנגלי, כלומר "מאוורר" + "סליל") בבלוקים הפנימיים של מערכות מפוצלות וכלה במברשי גז פליטה ענקיים (הפקת חום מגז פליטה חם העבר אותו לצרכי חימום) במפעלי דודים בסול"ס. לכן תכנון מחליף חום סלילי תלוי ביישום שבו מחליף החום ייכנס לפעולה. מקררי אוויר תעשייתיים (VOP), המותקנים בתאי בשר מקפיאים לפיצוץ, במקפיאים של טמפרטורות נמוכות ובאובייקטים אחרים של קירור מזון, דורשים תכונות עיצוב מסוימות בביצועיהם. המרחק בין הלמלה (סנפירים) צריך להיות גדול ככל האפשר כדי להגדיל את זמן הפעולה הרציף בין מחזורי ההפשרה. מאיידים למרכזי נתונים (מרכזי עיבוד נתונים), להיפך, עשויים קומפקטיים ככל האפשר, מהדקים את המרווח למינימום. מחליפי חום כאלה פועלים ב"אזורים נקיים "המוקפים במסננים עדינים (עד מחלקת HEPA), לכן, חישוב כזה של מחליף החום הצינורי מתבצע בדגש על מזעור הגודל.

מחליפי חום צלחת

נכון לעכשיו, מחליפי חום צלחות הם ביקושים יציבים. על פי תכנונם, הם מתקפלים לחלוטין ומרותכים למחצה, מולחמים ונחושת ניקל, מרותכים ומולחמים בשיטת הדיפוזיה (ללא הלחמה). העיצוב התרמי של מחליף חום צלחת גמיש מספיק ולא קשה במיוחד עבור מהנדס. בתהליך הבחירה תוכלו לשחק עם סוג הלוחות, עומק האגרוף של התעלות, סוג הצלעות, עובי הפלדה, חומרים שונים והכי חשוב - מספר רב של דגמים בגודל סטנדרטי של מכשירים בממדים שונים. מחליפי חום כאלה הם נמוכים ורחבים (לחימום אדים של מים) או גבוהים וצרים (מחליפי חום מפרידים למערכות מיזוג אוויר). הם משמשים לעתים קרובות לתקשורת לשינוי פאזה, כלומר כמעבים, מאיידים, מחממים מעבדים, טרום-קבלים וכו '. קצת יותר קשה לבצע את החישוב התרמי של מחליף חום הפועל על פי תוכנית דו-פאזית מאשר מחליף חום נוזלי-נוזלי, אך עבור מהנדס מנוסה, משימה זו ניתנת לפיתרון ולא קשה במיוחד. כדי להקל על חישובים כאלה, מעצבים מודרניים משתמשים בבסיסי מחשב הנדסיים, בהם ניתן למצוא מידע רב הכרחי, כולל דיאגרמות של מצב כל קירור בכל סריקה, למשל, תוכנית CoolPack.

חישוב מחליף חום צלחת - כיצד לקבוע את הפרמטרים הנכונים?

עקרונות כלליים של תכנון תוכניות אספקת חום

מערכת אספקת החום היא מערכת להובלת אנרגיית חום (בצורת מים מחוממים או קיטור) ממקור חום לצרכן שלה.
מערכת אספקת החום מורכבת בעצם משלושה חלקים: מקור חום, צרכן חום, רשת חום - המשמשת להעברת חום ממקור לצרכן.

1. דוד קיטור בתנ"ך או בחדר דוודים.
2. מחליף חום רשת.
3. משאבת זרימה.
4. מחליף חום למערכת אספקת מים חמים.
5. מחליף חום מערכת חימום.

תפקיד אלמנטים במעגל:

• יחידת הדוד - מקור חום, העברת חום בעירת הדלק לקירור;
• ציוד שאיבה - יצירת מחזור של נוזל הקירור;
• צינור אספקה ​​- אספקת נוזל קירור מחומם מהמקור לצרכן;
• צינור החזרה - החזרת נושא החום המקורר למקור מהצרכן;
• ציוד חילופי חום - המרת אנרגיית חום.

תרשימי טמפרטורה

בארצנו אומצה רגולציה באיכות גבוהה של אספקת חום לצרכנים. כלומר, מבלי לשנות את קצב הזרימה של נוזל הקירור דרך המערכת הצורכת חום, ההפרש בטמפרטורה בכניסה ויציאת המערכת משתנה.

זה מושג על ידי שינוי הטמפרטורה בצינור הזרימה בהתאם לטמפרטורה החיצונית. ככל שטמפרטורת החוץ נמוכה יותר, כך טמפרטורת הזרימה גבוהה יותר. בהתאם, הטמפרטורה של צינור ההחזרה משתנה גם על פי קשר זה. וכל המערכות הצורכות חום מתוכננות תוך התחשבות בדרישות אלה.

הגרפים של תלות הטמפרטורה של נוזל הקירור בצינורות האספקה ​​והחזרה נקראים גרף הטמפרטורה של מערכת אספקת החום.

לוח הזמנים של הטמפרטורה נקבע על ידי מקור אספקת החום בהתאם לקיבולת שלו, לדרישות רשתות החימום ולדרישות הצרכנים. עקומות הטמפרטורה נקראות לפי הטמפרטורות המקסימליות בצינורות האספקה ​​והחזרה: 150/70, 95/70 ...

חיתוך הגרף בחלק העליון - כאשר לחדר הדודים אין מספיק קיבולת.

חיתוך הגרף בחלק התחתון - כדי להבטיח את יכולת ההפעלה של מערכות ה- DHW.

מערכות החימום פועלות בעיקר על פי לוח הזמנים של 95/70 כדי להבטיח טמפרטורה ממוצעת בתנור של 82.5 מעלות צלזיוס ב -30 מעלות צלזיוס.

אם הטמפרטורה הנדרשת בצינור האספקה ​​מסופקת על ידי מקור החום, אז הטמפרטורה הנדרשת בצינור ההחזרה מסופקת על ידי צרכן החום עם מערכת צריכת החום שלו. אם יש הערכת יתר של הטמפרטורה של המים המוחזרים מהצרכן, פירוש הדבר שהפעולה הלא מספקת של המערכת שלו גוררת קנסות, מכיוון שזה מוביל להידרדרות בתפעול מקור החום. במקביל, יעילותה פוחתת. לכן, ישנם ארגוני בקרה מיוחדים המפקחים על כך שמערכות צריכת החום של הצרכנים נותנות את טמפרטורת המים המוחזרים על פי לוח הטמפרטורות ומטה. עם זאת, במקרים מסוימים, הערכת יתר שכזו מותרת, למשל. בעת התקנת מחליפי חום חימום.

לוח הזמנים של 150/70 יאפשר העברת חום ממקור חום עם צריכת נושאת חום נמוכה יותר, אולם לא ניתן לספק נושא חום בטמפרטורה מעל 105 מעלות צלזיוס למערכות חימום הבית. לכן לוח הזמנים יורד, למשל, ב- 95/70. ההנמכה מתבצעת על ידי התקנת מחליף חום או ערבוב מים חוזרים לצינור האספקה.

הידראוליקה ברשת חימום

זרימת המים במערכות אספקת חום מתבצעת על ידי משאבות רשת בבתי דודים ונקודות חימום. מכיוון שאורך הקווים גדול למדי, ההבדל בלחץ בצינורות האספקה ​​והחזרה, שהמשאבה יוצרת, פוחת ככל שהמשאבה נמצאת במרחק.

ניתן לראות מהנתון כי לצרכן המרוחק ביותר יש ירידת לחץ קטנה ביותר. כְּלוֹמַר.לצורך פעולה רגילה של מערכות צריכת החום שלה, יש להן את ההתנגדות ההידראולית הנמוכה ביותר בכדי להבטיח את זרימת המים הנדרשת דרכן.

חישוב מחליפי חום צלחות למערכות חימום

ניתן להכין מים מחממים על ידי חימום במחליף חום.

מתי חישוב של מחליף חום צלחת להשגת מי חימוםהנתונים הראשוניים נלקחים לתקופה הקרה ביותר, כלומר כאשר נדרשות הטמפרטורות הגבוהות ביותר ובהתאם לצריכת החום הגבוהה ביותר. זה המקרה הגרוע ביותר עבור מחליף חום המיועד לחימום.

מאפיין מיוחד של חישוב מחליף חום למערכת חימום הוא טמפרטורת מים חוזרים המוערכת מדי בצד החימום. זה מותר בכוונה מכיוון שכל מחליף חום עילי, באופן עקרוני, אינו יכול לקרר את המים המוחזרים לטמפרטורת הגרף, אם מים עם טמפרטורת הגרף נכנסים לכניסה למחליף החום בצד המחומם. בדרך כלל מותר הבדל של 5-15 מעלות צלזיוס.

חישוב מחליפי חום צלחות למערכות חימום מים

מתי חישוב מחליפי חום צלחות למערכות מים חמים הנתונים הראשוניים נלקחים לתקופת המעבר, כלומר כאשר הטמפרטורה של נוזל קירור האספקה ​​נמוכה (בדרך כלל 70 מעלות צלזיוס), למים הקרים הטמפרטורה הנמוכה ביותר (2-5 מעלות צלזיוס) ומערכת החימום עדיין פועלת - אלה חודשי מאי-ספטמבר. זה המקרה הגרוע ביותר עבור מחליף חום DHW.

עומס התכנון של מערכות DHW נקבע על בסיס הזמינות במתקן בו מותקנים מחליפי החום של מיכלי האגירה.

בהעדר טנקים, מחליפי חום צלחות מיועדים לעומס מרבי. כלומר, מחליפי חום חייבים לספק חימום של מים גם במשאב מים מרבי.

עם מיכלי אחסון, מחליפי חום צלחות מיועדים לעומס ממוצע לשעה. מיכלי הצבר מתמלאים כל הזמן כדי לפצות על משיכת השיא. מחליפי החום חייבים לספק את המיכלים בלבד.

היחס בין העומס המקסימלי לשעה הממוצע מגיע במקרים מסוימים פי 4-5.

שים לב שנוח לחשב מחליפי חום צלחות בתכנית החישוב שלנו "רידאן".