Cálculo do trocador de calor: exemplo. Cálculo da área, potência do trocador de calor

O cálculo do trocador de calor atualmente não leva mais do que cinco minutos. Qualquer organização que fabrica e vende tais equipamentos, via de regra, oferece a cada um seu próprio programa de seleção. Você pode baixá-lo gratuitamente no site da empresa ou o técnico irá até seu escritório e o instalará gratuitamente. Porém, quão correto é o resultado de tais cálculos, é possível confiar nele e o fabricante não é astuto ao brigar em um concurso com seus concorrentes? Verificar uma calculadora eletrônica requer conhecimento ou pelo menos uma compreensão da metodologia de cálculo para trocadores de calor modernos. Vamos tentar descobrir os detalhes.

O que é um trocador de calor

Antes de calcular o trocador de calor, vamos lembrar, que tipo de dispositivo é? Um aparelho de troca de calor e massa (também conhecido como trocador de calor, também conhecido como trocador de calor ou TOA) é um dispositivo para transferir calor de um transportador de calor para outro. No processo de mudança das temperaturas dos refrigerantes, suas densidades e, consequentemente, os indicadores de massa das substâncias também mudam. É por isso que tais processos são chamados de transferência de calor e massa.

Conceitos básicos de transferência de calor para cálculo

Os trocadores de calor são calculados usando informações básicas sobre as leis de troca de calor.

Neste artigo, veremos alguns dos conceitos usados em tais cálculos.

Calor específico é a quantidade de energia térmica necessária para aquecer 1 quilograma de uma substância por 1 grau Celsius. Com base nas informações sobre a capacidade calorífica, é mostrado quanto calor é acumulado. Para cálculos de energia térmica, o valor médio da capacidade térmica é considerado em uma certa faixa de indicadores de temperatura.

A quantidade de energia térmica necessária para aquecer 1 kg de uma substância de zero à temperatura necessária é chamada entalpia específica.

Calor específico de transformações químicas é a quantidade de energia térmica liberada no processo de transformação química de qualquer unidade de peso de uma substância.

Calor específico de transformações de fase determina a quantidade de energia térmica absorvida ou liberada durante a transformação de qualquer unidade de massa de uma substância de sólido em líquido, de líquido em gasoso estado de agregação, etc.

Uma calculadora online para calcular um trocador de calor ajudará você a obter uma solução em 15 minutos. Ou você pode usar a teoria para um trocador de calor do tipo placa, descrita abaixo neste artigo, e fazer os cálculos necessários você mesmo.

Tipos de transferência de calor

Agora vamos falar sobre os tipos de transferência de calor - existem apenas três deles. Radiação - a transferência de calor por meio da radiação. Por exemplo, você pode pensar em tomar sol na praia em um dia quente de verão. E esses trocadores de calor podem até ser encontrados no mercado (aquecedores de ar de tubo). No entanto, na maioria das vezes, para aquecer aposentos, quartos de um apartamento, compramos radiadores a óleo ou elétricos. Este é um exemplo de outro tipo de transferência de calor - convecção. A convecção pode ser natural, forçada (exaustor e há recuperador na caixa) ou induzida mecanicamente (com ventilador, por exemplo). O último tipo é muito mais eficiente.

No entanto, a forma mais eficiente de transferência de calor é a condutividade térmica, ou, como também é chamada, condução (do inglês condução - "condução"). Qualquer engenheiro que vai realizar um cálculo térmico de um trocador de calor, em primeiro lugar, pensa em escolher equipamentos eficientes nas menores dimensões possíveis.E isso é conseguido precisamente devido à condutividade térmica. Um exemplo disso é o TOA mais eficiente da atualidade - trocadores de calor a placas. A placa TOA, por definição, é um trocador de calor que transfere calor de um refrigerante para outro através da parede que os separa. A máxima área de contato possível entre dois meios, juntamente com os materiais corretamente selecionados, o perfil das placas e sua espessura, permite minimizar o tamanho do equipamento selecionado, mantendo as características técnicas originais exigidas no processo tecnológico.

Tipos de trocador de calor

Antes de calcular o trocador de calor, eles são determinados com seu tipo. Todos os TOA podem ser divididos em dois grandes grupos: trocadores de calor recuperativos e regenerativos. A principal diferença entre eles é a seguinte: no TOA recuperativo, a troca de calor ocorre através de uma parede que separa dois refrigerantes, e no TOA regenerativo, os dois meios têm contato direto um com o outro, muitas vezes se misturando e exigindo posterior separação em separadores especiais. Os trocadores de calor regenerativos são divididos em trocadores de calor e misturadores com empacotamento (estacionário, descendente ou intermediário). A grosso modo, um balde de água quente colocado no frio ou um copo de chá quente posto para esfriar na geladeira (nunca faça isso!) É um exemplo de tal mistura de TOA. E ao despejar o chá em um pires e resfriá-lo desta forma, temos um exemplo de um trocador de calor regenerativo com um bico (o pires neste exemplo desempenha o papel de um bico), que primeiro entra em contato com o ar ambiente e mede sua temperatura , e então retira um pouco do calor do chá quente derramado nele, buscando trazer ambos os meios para um equilíbrio térmico. No entanto, como já descobrimos anteriormente, é mais eficiente usar a condutividade térmica para transferir calor de um meio para outro, portanto, TOA que são mais úteis em termos de transferência de calor (e amplamente utilizados) hoje são, é claro, recuperativo.

Exemplo de cálculo de trocador de calor

Para calcular a potência necessária (Q0), a fórmula de equilíbrio de calor é usada. Aqui Casar atua como uma capacidade de calor específica (valor tabular). Para simplificar os cálculos, você pode pegar o nível reduzido de capacidade de calor

Deve-se ter em mente que, de acordo com a fórmula, independentemente do lado em que o cálculo é realizado.

Em seguida, você precisa encontrar a área de superfície necessária com base na equação básica de transferência de calor, onde k é o coeficiente de transferência de calor, e ΔTav log. - cabeça de temperatura logarítmica média, calculada pela fórmula:

Com um coeficiente de transferência de calor incerto, um trocador de calor do tipo placa é calculado usando um método mais complexo. A fórmula pode ser usada para calcular o critério de Reynolds.

Tendo encontrado na tabela o valor do critério de Prandtl de que precisamos, podemos calcular o critério de Nusselt da fórmula, onde n = 0,3 - ao resfriar o líquido, n = 0,4 - ao aquecer o líquido.

Além disso, com base na fórmula, você pode calcular o coeficiente de transferência de calor de qualquer portador de calor para a parede e, de acordo com a fórmula, determinar o coeficiente de transferência de calor substituído na fórmula, com a qual a área de superfície de transferência de calor é calculada.

Cálculo térmico e estrutural

Qualquer cálculo de um trocador de calor recuperativo pode ser feito com base nos resultados de cálculos térmicos, hidráulicos e de resistência. Eles são fundamentais, obrigatórios no projeto de novos equipamentos e formam a base para a metodologia de cálculo dos modelos posteriores da linha do mesmo tipo de aparelho. A principal tarefa do cálculo térmico de TOA é determinar a área necessária da superfície de troca de calor para operação estável do trocador de calor e manter os parâmetros necessários do meio na saída.Muitas vezes, em tais cálculos, os engenheiros recebem valores arbitrários das características de massa e tamanho do futuro equipamento (material, diâmetro do tubo, dimensões da placa, geometria do feixe, tipo e material de aleta, etc.), portanto, após o térmico, normalmente é realizado um cálculo construtivo do trocador de calor. De fato, se no primeiro estágio o engenheiro calculou a área de superfície necessária para um determinado diâmetro de tubo, por exemplo, 60 mm, e o comprimento do trocador de calor acabou sendo cerca de sessenta metros, então é mais lógico assumir um transição para um trocador de calor de múltiplas passagens, ou para um tipo casca e tubo, ou para aumentar o diâmetro dos tubos.

Cálculo hidráulico

Cálculos hidráulicos ou hidromecânicos, bem como aerodinâmicos, são realizados para determinar e otimizar as perdas de pressão hidráulica (aerodinâmica) no trocador de calor, bem como calcular os custos de energia para superá-las. O cálculo de qualquer caminho, canal ou tubo para a passagem do refrigerante representa uma tarefa primária para uma pessoa - intensificar o processo de transferência de calor nesta área. Ou seja, um meio deve se transferir e o outro deve receber o máximo de calor possível no intervalo mínimo de seu fluxo. Para isso, uma superfície de troca de calor adicional é frequentemente usada, na forma de uma nervura de superfície desenvolvida (para separar a subcamada laminar de limite e aumentar a turbulização do fluxo). A relação de equilíbrio ideal de perdas hidráulicas, área de superfície de troca de calor, características de peso e tamanho e energia térmica removida é o resultado de uma combinação de cálculo térmico, hidráulico e construtivo de TOA.

Cálculo de verificação

O cálculo do trocador de calor é realizado no caso em que é necessário estabelecer uma margem para a potência ou para a área da superfície de troca de calor. A superfície é reservada por vários motivos e em diferentes situações: se isso for necessário de acordo com os termos de referência, se o fabricante decidir adicionar uma margem adicional para ter certeza de que tal trocador de calor entrará em operação, e para minimizar erros cometidos nos cálculos. Em alguns casos, a redundância é necessária para arredondar os resultados das dimensões do projeto, em outros (evaporadores, economizadores), uma margem de superfície é especialmente introduzida no cálculo da capacidade do trocador de calor de contaminação com óleo de compressor presente no circuito de refrigeração. E a baixa qualidade da água deve ser levada em consideração. Após algum tempo de operação ininterrupta dos trocadores de calor, especialmente em altas temperaturas, incrustações se depositam na superfície de troca de calor do aparelho, reduzindo o coeficiente de transferência de calor e inevitavelmente levando a uma diminuição parasitária na remoção de calor. Portanto, um engenheiro competente, ao calcular um trocador de calor água-água, presta atenção especial à redundância adicional da superfície de troca de calor. O cálculo de verificação também é realizado para ver como o equipamento selecionado funcionará em outros modos secundários. Por exemplo, em condicionadores de ar centrais (unidades de fornecimento de ar), os aquecedores do primeiro e do segundo aquecimento, que são usados na estação fria, são frequentemente usados no verão para resfriar o ar que entra, fornecendo água fria aos tubos de ar trocador de calor. Como eles funcionarão e quais parâmetros eles fornecerão permite que você avalie o cálculo de verificação.

Dados requeridos

Para calcular o trocador de calor, é necessário fornecer os seguintes dados:

temperaturas de entrada e saída em ambos os circuitos. Quanto maior a diferença entre eles, menores são as dimensões e o preço de um trocador de calor adequado;
o nível máximo de pressão e temperatura do meio de trabalho. Quanto mais baixos os parâmetros, mais barata é a unidade;
indicador da vazão mássica do refrigerante em ambos os circuitos. Determina a taxa de transferência das unidades.O consumo de água é o mais frequentemente indicado. Se você multiplicar os números de taxa de transferência e densidade, obterá o fluxo de massa total;
energia térmica (carga). Determina a quantidade de calor que a unidade emite. O cálculo da carga de calor do trocador de calor é realizado de acordo com a fórmula P = m × cp × δt, onde m significa a vazão do meio, cp é a capacidade de calor específica e δt é a diferença de temperatura no entrada e saída do circuito.

Para calcular a transferência de calor do trocador de calor, características adicionais deverão ser levadas em consideração. O tipo de meio de trabalho e seu índice de viscosidade determinam o material do trocador de calor. Você precisará de dados sobre a cabeça de temperatura média (calculada pela fórmula) e sobre o nível de contaminação do ambiente de trabalho. Este último parâmetro raramente é levado em consideração, uma vez que é necessário apenas em casos excepcionais.

O cálculo da potência do trocador de calor requer informações precisas sobre os parâmetros acima. As informações podem ser obtidas na TU ou no contrato da organização de fornecimento de calor, bem como nos TOR do engenheiro.

Cálculos de pesquisa

Os cálculos de pesquisa de TOA são realizados com base nos resultados obtidos de cálculos térmicos e de verificação. Eles são obrigados, como regra, a fazer as últimas alterações no design do aparelho projetado. Também são realizados com o objetivo de corrigir eventuais equações previstas no modelo de cálculo TOA implementado, obtido empiricamente (de acordo com dados experimentais). A execução de cálculos de pesquisa envolve dezenas, e às vezes centenas de cálculos de acordo com um plano especial desenvolvido e implementado na produção de acordo com a teoria matemática do planejamento de experimentos. De acordo com os resultados, é revelada a influência de várias condições e grandezas físicas nos indicadores de desempenho do TOA.

Outros cálculos

Ao calcular a área do trocador de calor, não se esqueça da resistência dos materiais. Os cálculos de resistência TOA incluem a verificação da unidade projetada para tensão, torção, para aplicar os momentos de operação máximos permitidos às peças e conjuntos do futuro trocador de calor. Com dimensões mínimas, o produto deve ser durável, estável e garantir uma operação segura nas mais diversas condições de operação, mesmo nas mais estressantes.

O cálculo dinâmico é realizado para determinar as várias características do trocador de calor em vários modos de operação.

Trocadores de calor tubo-em-tubo

Vamos considerar o cálculo mais simples de um trocador de calor pipe-in-pipe. Estruturalmente, este tipo de TOA é simplificado tanto quanto possível. Como regra, um transportador de calor quente é permitido no tubo interno do aparelho para minimizar as perdas, e um transportador de calor de resfriamento é lançado no invólucro ou no tubo externo. A tarefa do engenheiro, neste caso, é reduzida para determinar o comprimento de tal trocador de calor com base na área calculada da superfície de troca de calor e diâmetros dados.

Deve-se acrescentar aqui que o conceito de trocador de calor ideal é introduzido na termodinâmica, ou seja, um aparelho de comprimento infinito, onde os refrigerantes trabalham em contrafluxo, e a diferença de temperatura é totalmente acionada entre eles. O projeto tubo-em-tubo é o que mais atende a esses requisitos. E se você operar os refrigerantes em um contrafluxo, então será o chamado "contrafluxo real" (e não contrafluxo, como na placa TOA). O cabeçote de temperatura é acionado de maneira mais eficiente com essa organização de movimento. Porém, ao calcular um trocador de calor pipe-in-pipe, deve-se ser realista e não esquecer o componente logístico, bem como a facilidade de instalação. O comprimento do eurotruck é de 13,5 metros, sendo que nem todas as salas técnicas estão adaptadas ao arraste e instalação de equipamentos deste comprimento.

Diagramas de conexão

Um trocador de calor operando no princípio de água para água tem vários esquemas de conexão diferentes, no entanto, os circuitos do tipo primário são montados nos tubos de distribuição da rede de aquecimento (pode ser particular ou vendido por serviços municipais), e o tipo secundário os circuitos são montados na tubulação de abastecimento de água.
Na maioria das vezes, depende apenas das decisões do projeto que tipo de conexão pode ser usada. Além disso, o esquema de instalação e sua seleção são baseados nas normas de "Projeto de unidades de aquecimento" e no padrão de joint venture sob o número 41-101-95. Se a razão e a diferença entre o fluxo de calor de água máximo possível para fornecimento de água quente e o fluxo de calor para aquecimento for determinada na faixa de ≤0,2 a ≥1, então a base é um diagrama de conexão em um estágio, e se de 0,2≤ para ≤1, então de dois graus ...

Padrão

O esquema mais simples e econômico de implementar é o paralelo. Com esse esquema, os trocadores de calor são montados em série em relação às válvulas de controle, ou seja, a válvula de corte, bem como paralelamente a toda a rede de aquecimento. Para obter a troca de calor máxima dentro do sistema, altas taxas de consumo de transportadores de calor são necessárias.

Esquema de duas fases

Sistema misto de dois estágios
Se você usar um esquema de dois estágios, então, com ele, a água é aquecida em um par de dispositivos independentes ou em uma instalação monobloco. É importante lembrar que o esquema de instalação e sua complexidade dependerão da configuração geral da rede. Por outro lado, com um esquema de dois estágios, o nível de eficiência de todo o sistema aumenta e o consumo de transportadores de calor também diminui (até cerca de 40 por cento).

Com este esquema, a preparação da água ocorre em duas etapas. Durante a primeira etapa, a energia térmica é aplicada, aquecendo a água a 40 graus, e durante a segunda etapa, a água é aquecida a 60 graus.

Conexão de tipo serial

Esquema sequencial de duas fases
Tal esquema é implementado dentro da estrutura de um dos dispositivos para troca de calor de fornecimento de água quente, e este tipo de trocador de calor é muito mais complicado no projeto quando comparado com esquemas padrão. Também custará muito mais.

Trocadores de calor de casco e tubo

Portanto, muitas vezes o cálculo de tal aparelho flui suavemente para o cálculo de um trocador de calor de casco e tubo. Trata-se de um aparelho no qual um feixe de tubos fica alojado em um único invólucro (invólucro), lavado por diversos refrigerantes, dependendo da finalidade do equipamento. Em condensadores, por exemplo, o refrigerante é conduzido para a camisa e a água para os tubos. Com este método de mover a mídia, é mais conveniente e eficiente controlar a operação do aparelho. Nos evaporadores, ao contrário, o refrigerante ferve nos tubos, e ao mesmo tempo são lavados pelo líquido resfriado (água, salmouras, glicóis, etc.). Portanto, o cálculo de um trocador de calor casco e tubo é reduzido para minimizar o tamanho do equipamento. Enquanto brinca com o diâmetro do invólucro, o diâmetro e o número de tubos internos e o comprimento do aparelho, o engenheiro atinge o valor calculado da área da superfície de troca de calor.

Determinação do coeficiente de transferência de calor

Para cálculos preliminares de equipamentos de troca de calor e vários tipos de verificações, são usados valores aproximados dos coeficientes, padronizados para certas categorias:

coeficientes de transferência de calor para o processo de condensação de vapor d'água - de 4000 a 15000 W / (m2K);
coeficientes de transferência de calor para água que se move através de tubos - de 1200 a 5800 W / (m2K);
coeficientes de transferência de calor de condensado de vapor para água - de 800 a 3500 W / (m2K).

O cálculo exato do coeficiente de transferência de calor (K) é realizado de acordo com a seguinte fórmula:

Nesta fórmula:

α1 é o coeficiente de transferência de calor para o meio de aquecimento (expresso em W / (m2K));
α2 é o coeficiente de transferência de calor para o portador de calor aquecido (expresso em W / (m2K));
δst - parâmetro da espessura da parede do tubo (expresso em metros);
λst - coeficiente de condutividade térmica do material usado para o tubo (expresso em W / (m * K)).

Tal fórmula dá um resultado “ideal”, que normalmente não corresponde 100% ao real. Portanto, outro parâmetro é adicionado à fórmula - Rzag.

Este é um indicador da resistência térmica de vários contaminantes que se formam nas superfícies de aquecimento do tubo (ou seja, escala normal, etc.)

A fórmula para o indicador de poluição é assim:

R = δ1 / λ1 + δ2 / λ2

Nesta fórmula:

δ1 é a espessura da camada de sedimento no lado interno da tubulação (em metros);
δ2 é a espessura da camada de sedimento do lado externo da tubulação (em metros);
λ1 e λ2 são os valores dos coeficientes de condutividade térmica para as camadas de poluição correspondentes (expressos em W / (m * K)).

Trocadores de calor de ar

Um dos trocadores de calor mais comuns hoje são os trocadores de calor tubulares com aletas. Eles também são chamados de bobinas. Onde quer que não estejam instalados, a partir de unidades de fan coil (do inglês fan + coil, ou seja, "fan" + "coil") nos blocos internos dos sistemas divididos e terminando com recuperadores de gás de combustão gigantes (extração de calor de gás de combustão quente e transferi-lo para necessidades de aquecimento) em plantas de caldeira na CHP. É por isso que o projeto de um trocador de calor em serpentina depende da aplicação em que o trocador de calor entrará em operação. Resfriadores de ar industriais (VOPs) instalados em câmaras de congelamento rápido de carne, em freezers de baixas temperaturas e em outras instalações de refrigeração de alimentos requerem certas características de design em seu desempenho. A distância entre as lamelas (nervuras) deve ser a maior possível para aumentar o tempo de operação contínua entre os ciclos de degelo. Os evaporadores para data centers (centros de processamento de dados), ao contrário, são feitos o mais compactos possível, reduzindo o espaçamento ao mínimo. Tais trocadores de calor operam em "zonas limpas", circundadas por filtros finos (até a classe HEPA), portanto, tal cálculo de um trocador de calor tubular é feito com ênfase na minimização de dimensões.

Trocadores de calor de placas

Atualmente, trocadores de calor a placas estão em demanda estável. De acordo com seu projeto, eles são completamente dobráveis e semissoldados, brasados a cobre e a níquel, soldados e brasados pelo método de difusão (sem solda). O projeto térmico de um trocador de calor a placas é flexível o suficiente e não é particularmente difícil para um engenheiro. No processo de seleção, você pode jogar com o tipo de placas, a profundidade de punção dos canais, o tipo de nervuras, a espessura do aço, diferentes materiais e, o mais importante - vários modelos de tamanho padrão de dispositivos de diferentes dimensões. Esses trocadores de calor são baixos e largos (para aquecimento de água a vapor) ou altos e estreitos (separadores de trocadores de calor para sistemas de ar condicionado). Eles são frequentemente usados para meios de mudança de fase, ou seja, como condensadores, evaporadores, dessuperaquecedores, pré-condensadores, etc. É um pouco mais difícil realizar o cálculo térmico de um trocador de calor operando de acordo com um esquema de duas fases do que um trocador de calor líquido-líquido, mas para um engenheiro experiente, essa tarefa pode ser resolvida e não é particularmente difícil. Para facilitar esses cálculos, os designers modernos usam bases de computadores de engenharia, onde é possível encontrar muitas informações necessárias, incluindo diagramas do estado de qualquer refrigerante em qualquer varredura, por exemplo, o programa CoolPack.

Cálculo de um trocador de calor a placas - como determinar os parâmetros corretamente?

Princípios gerais do projeto de esquemas de fornecimento de calor

O sistema de fornecimento de calor é um sistema de transporte de energia térmica (na forma de água aquecida ou vapor) de uma fonte de calor para o seu consumidor.
O sistema de fornecimento de calor consiste basicamente em três partes: uma fonte de calor, um consumidor de calor, uma rede de calor - que serve para transportar o calor de uma fonte para um consumidor.

Caldeira a vapor em um CHP ou sala de caldeira.
Trocador de calor em rede.
Bomba de circulação.
Permutador de calor para sistema de abastecimento de água quente.
Trocador de calor para sistema de aquecimento.

Papel dos elementos do circuito:

unidade de caldeira - uma fonte de calor, transferência do calor da combustão do combustível para o refrigerante;
equipamento de bombeamento - criando uma circulação do refrigerante;
pipeline de abastecimento - fornecimento de refrigerante aquecido da fonte ao consumidor;
pipeline de retorno - retorno do transportador de calor resfriado do consumidor à fonte;
equipamento de troca de calor - conversão de energia térmica.

Gráficos de temperatura

Em nosso país, a regulamentação da qualidade do fornecimento de calor aos consumidores foi adotada. Ou seja, sem alterar a vazão do refrigerante através do sistema consumidor de calor, a diferença de temperatura na entrada e na saída do sistema muda.

Isso é obtido alterando a temperatura no tubo de alimentação, dependendo da temperatura externa. Quanto mais baixa for a temperatura externa, mais alta será a temperatura de ida. Consequentemente, a temperatura do tubo de retorno também muda de acordo com esta relação. E todos os sistemas que consomem calor são projetados com esses requisitos em mente.

Os gráficos da dependência da temperatura do refrigerante nas tubulações de fornecimento e retorno são chamados de gráfico de temperatura do sistema de fornecimento de calor.

A programação de temperatura é definida pela fonte de fornecimento de calor, dependendo de sua capacidade, dos requisitos das redes de aquecimento e dos requisitos dos consumidores. As curvas de temperatura são nomeadas de acordo com as temperaturas máximas nas tubulações de fornecimento e retorno: 150/70, 95/70 ...

Corte do gráfico na parte superior - quando a sala da caldeira não tem capacidade suficiente.

Corte do gráfico na parte inferior - para garantir a operacionalidade dos sistemas de água quente.

Os sistemas de aquecimento operam principalmente de acordo com a programação 95/70 para garantir uma temperatura média no aquecedor de 82,5 ° C a -30 ° C.

Se a temperatura necessária no tubo de alimentação é fornecida pela fonte de calor, então a temperatura necessária no tubo de retorno é fornecida pelo consumidor de calor com seu sistema de consumo de calor. Se houver uma superestimação da temperatura da água de retorno do consumidor, isso significa o funcionamento insatisfatório de seu sistema e acarreta multas, pois leva a uma deterioração no funcionamento da fonte de calor. Ao mesmo tempo, sua eficiência diminui. Portanto, existem organizações de controle especiais que monitoram se os sistemas consumidores de calor fornecem a temperatura da água de retorno de acordo com a programação de temperatura ou inferior. No entanto, em alguns casos, essa superestimativa é permitida, por exemplo. ao instalar trocadores de calor de aquecimento.

O cronograma 150/70 permitirá a transferência de calor de uma fonte de calor com menor consumo de transportador de calor, no entanto, um transportador de calor com uma temperatura acima de 105 ° C não pode ser fornecido para sistemas de aquecimento de residências. Portanto, a programação é reduzida, por exemplo, em 95/70. A redução é realizada instalando um trocador de calor ou misturando água de retorno na tubulação de abastecimento.

Hidráulica da rede de aquecimento

A circulação da água nos sistemas de abastecimento de calor é efectuada por bombas de rede nas casas das caldeiras e nos pontos de aquecimento. Como o comprimento das linhas é bastante grande, a diferença de pressão nas tubulações de suprimento e retorno, que a bomba cria, diminui com a distância da bomba.

Pode-se observar na figura que o consumidor mais remoto apresenta a menor queda de pressão disponível. Ie.para o funcionamento normal dos seus sistemas consumidores de calor, é necessário que tenham a menor resistência hidráulica para garantir o escoamento da água necessária.

Cálculo de trocadores de calor de placas para sistemas de aquecimento

O aquecimento da água pode ser preparado por aquecimento em um trocador de calor.

Quando cálculo de um trocador de calor de placas para obter água de aquecimento, os dados iniciais são tomados para o período mais frio, ou seja, quando são necessárias as temperaturas mais elevadas e, consequentemente, o maior consumo de calor. Este é o pior caso de um trocador de calor projetado para aquecimento.

A peculiaridade de calcular um trocador de calor para um sistema de aquecimento é uma temperatura superestimada da água de retorno no lado do aquecimento. Isso é permitido propositalmente, uma vez que qualquer trocador de calor de superfície, a princípio, não pode resfriar a água de retorno à temperatura do gráfico, se a água com a temperatura do gráfico entrar na entrada do trocador de calor pelo lado aquecido. Normalmente, uma diferença de 5-15 ° C é permitida.

Cálculo de trocadores de calor de placas para sistemas AQS

Quando cálculo de trocadores de calor de placas para sistemas de água quente Os dados iniciais são tomados para o período de transição, ou seja, quando a temperatura do transportador de calor de alimentação é baixa (geralmente 70 ° C), a água fria tem a temperatura mais baixa (2-5 ° C) e o sistema de aquecimento ainda está operacional - estes são os meses de maio a setembro. Este é o pior caso para o trocador de calor AQS.

A carga projetada para sistemas de água quente é determinada com base na disponibilidade na instalação onde os trocadores de calor dos tanques de armazenamento estão instalados.

Na ausência de tanques, os trocadores de calor a placas são projetados para carga máxima. Ou seja, os trocadores de calor devem fornecer aquecimento de água mesmo com a entrada máxima de água.

Na presença de tanques de armazenamento, os trocadores de calor a placas são projetados para uma carga média horária. Os tanques do acumulador são constantemente reabastecidos para compensar o pico de retirada. Os trocadores de calor devem fornecer apenas reabastecimento dos tanques.

A proporção da carga horária máxima e média em alguns casos chega a 4-5 vezes.

Observe que é conveniente calcular os trocadores de calor a placas em nosso próprio programa de cálculo "Ridan".