Расчет мощности теплообменника

В зависимости от конструктивных особенностей, теплообменные устройства систем отопления и вентиляции обеспечивают разные тепловые потоки и рабочую производительность. При проектировании необходимо оптимально определить такие параметры, как форма, размеры и, главное, площадь рабочей поверхности. Для этого выполняют расчет мощности теплообменника.

Что такое теплообменник

Это устройство, в котором происходит обмен тепла между двумя средами разной температуры. Теплообменные аппараты востребованы в разных сферах индустрии, где эксплуатируются системы вентиляции, кондиционирования и отопления. Это предприятия таких отраслей, как энергетика, металлургия, ЖКХ и прочее.

Виды оборудования по передаче тепла

Существует несколько типов теплообменных установок, отличающихся по конструкции, форме деталей и области использования.

Поверхностные теплообменники

Отличительная особенность таких аппаратов — герметичность контуров, по которым циркулирует теплоноситель. Среды в каналах не смешиваются, а обмен теплом идет через стенки, произведенные из материалов с высокой теплопроводностью. Различают два вида поверхностных устройств:

• рекуперативные — перемещение среды в таких аппаратах осуществляется в одном направлении, тепло передается через стенки малой толщины;
• регенеративные — поток среды в таких конструкциях меняет направление.

В отличие от приборов с герметичными контурами, у смесительных установок иная технология передачи тепла.

Смесительные теплообменники

Эти устройства используются реже, чем поверхностные. Теплообмен между двумя теплоносителями происходит путем их смешивания.

Виды оборудования по применению

В зависимости от области использования различают следующие виды теплообменников:

• кожухотрубные устройства теплообмена — контур в них представляет собой решетку из спаянных или сваренных трубчатых деталей;
• пластинчатые теплообменники — в них обмен теплом происходит за счет пластинчатых элементов, которые соединяют особыми уплотнительными деталями, выдерживающими высокую температуру;
• витые теплообменные приборы — течение среды в таких устройствах осуществляется по трубкам змеевика концентрической формы и в межтрубном пространстве;
• спиральные теплообменники — в качестве теплообменных элементов выступают детали в виде спирали из свернутых стальных листов.

В зависимости от теплоносителя бывают водяные и воздушные аппараты.

Приступаем к расчету

Существует определенный метод расчета мощности, единый для всех устройств. Конструктивный и теплотехнический расчет базируется на полученных из технического задания или от специалистов теплоснабжающего предприятия данных.

Какие данные нужны для теплового расчета мощности теплообменника

Инженеры используют следующие показатели:

• тип теплоносителя в системе;
• температура среды — измеряется при входе и выходе;
• тепловая мощность — обозначается буквой Р, измеряется в кВт, описывает способность системы передавать за отрезок времени некое количество тепла;
• пропускная способность — обозначает расход теплоносителя в литрах (кубометрах) за единицу времени (минуту, час);
• максимальный предел гидравлических потерь.

Цена аппарата и его размеры напрямую зависят от разницы температур на входе и выходе. Исходные параметры для расчета мощности содержатся в проектных документах, техзадании или могут быть получены в организации, занимающейся теплоснабжением.

Формула расчета мощности теплообменника

Для расчета мощности применяют следующую формулу:

P = 1,16 × ∆Т / (t × V)

Значения, используемые в формуле:

• Р — заданная мощность теплообменника;
• 1,16 — коэффициент;
• ∆Т — разница между температурой входа и выхода;
• t — время нагрева;
• V — расход теплоносителя.

Взяв на вооружение уравнение теплового баланса (Q = Q₁ = Q₂), рассчитывают следующие показатели:

• расход теплоносителя;
• мощность устройства;
• разность степени нагрева двух сред;
• коэффициент теплопередачи.

Буквой Q в уравнении обозначают количество теплоты, которое передает или получает теплоноситель. Измеряется в Вт. Для расчета объема теплоты и мощности теплообменника в формулу подставляются следующие значения:

• объем расхода воды — измеряется в килограммах в час, обозначается буквой G;
• теплоемкость теплоносителя в Дж/кг•град — с;
• начальная температура — t_н (°C);
• конечная температура — t_к (°C).

Индексы 1 и 2 в формуле — это, соответственно, горячая и холодная среда.

Вот сама формула, в которую подставлены указанные значения:

Q₁ = G₁c₁•(t_1н – t_1к) и Q₂ = G₂c₂•(t_2к – t_2н)

Существует несколько источников, откуда берут исходные данные по мощности теплообменника, расчет теплового баланса которого выполняется:

• техусловия, подготовленные производителем теплового оборудования;
• техзадания, выданные технологом и конструктором;
• проект системы теплообмена;
• приложения к соглашению между поставщиком и потребителем тепла.

Расчет мощности теплообменника следует выполнять максимально тщательно, чтобы в сложные вычисления не закралась ошибка. Некорректные значения, полученные в процессе калькуляции, станут причиной излишних финансовых затрат при эксплуатации оборудования.

Где заказать теплообменники

Если вы собираетесь купить теплообменник в ООО "НПО "Спецнефтемаш", можно заказать со склада производства необходимое оборудование по ценам предприятия. Для этого нужно связаться с менеджером отдела продаж по телефону 8-800-3021-565. Специалист проконсультирует по ценам на изделия и поможет подобрать необходимое оборудование. Компания готова поставить продукцию заказчикам, находящимся в Москве и Московской области. Организуется доставка по России и СНГ. Качество теплообменных аппаратов подтверждается сертификатами. Заказчику в обязательном порядке направляется сопроводительная документация — технический паспорт на изделие и свидетельство об изготовлении.