Výpočet výměníku tepla. Typy a princip činnosti výměníků tepla

Hlavním účelem výměníku tepla je přenos tepla z chladicího média na chladný objekt. Druhá látka je látka s vysokou teplotou. Jeho příkladem může být:

• pára;
• kapalina;
• plyn

Dnes v prodejnách najdete širokou škálu výměníků tepla. Jejich vlastnosti se liší, a to:

• vzhled;
• princip činnosti;
• teplotní rozdíl.

Tento seznam není úplný.

Popis principu fungování

Před zakoupením výměníku tepla by se měl rozhodně vzít v úvahu princip fungování tohoto zařízení. Může být založen na jednom ze tří procesů:

• tepelná vodivost;
• tepelné záření;
• konvekce.

Zařízení lze rozdělit podle způsobu dodávání tepla studenému předmětu. Tímto způsobem mohou být míchání a výměna tepla. V zásadě je jejich hlavní práce, forma a zařízení hlavní rozdíl. Nejúspěšnější variantou principu fungování je charakteristický povrchový agregát. Jsou mezi běžnými. Uvnitř těchto zařízení jsou citlivé prvky, které ohřívají a přenášejí teplo na studený objekt.

Pokud se podíváme blíže na směšovací jednotku, můžeme o ní říci, že kombinuje vzájemné působení tekutiny a vzduchu a zajišťuje vysokou účinnost. Tato zařízení se snadno vyrábějí a umožňují dosažení požadovaného výsledku v krátké době. Důvodem je to, že tyto výsledky mohou být dosaženy pouze smícháním dvou médií.

Vzhledem k principu fungování výměníků tepla je třeba poznamenat, že tato zařízení mají uzly, které pracují podle určitého principu. Mohou být rozděleny na regenerační a regenerační. Ve druhém případě se používají různé kapaliny, které interagují s pomocí oddělovací stěny. Při výměně teplot zůstává průtok stejný a v obou variantách se nemění.

V rekuperačních tepelných výměnících se nachází pracovní zařízení, které také působí jako zdroj dodávaného tepla, stejně jako nabíječka. Prvek se ohřívá při kontaktu s tekutinami a rozvádí potřebné teplo do prostoru. V tomto případě může tepelný tok změnit směr.

Více o principu fungování deskového zařízení pro výměnu tepla

Deskový výměník tepla má odpovídající prvky, které jsou instalovány s rotací 180 °. Čtyři prvky jsou sestaveny do jednoho balíčku, který umožňuje vytvořit dva napájecí a vypínací obvody kolektorů. Dvě extrémní prvky procesu se nezúčastní.

Výrobci nabízejí k prodeji dva typy rozvržení: jednosměrné a vícecestné. V prvním případě je chladicí kapalina rozdělena na paralelní toky, které procházejí kanály a končí v portu pro odběr. Vícestupňové uspořádání má složitý schéma, protože výměník tepla se pohybuje po stejném počtu kanálů. To bylo dosaženo díky instalaci dalších desek, které zajišťují přítomnost neslyšících portů. Udržování multiportových deskových výměníků tepla je mnohem obtížnější.

Hlavní typy zařízení

Výměník tepla je prodáván v mnoha odrůdách, mezi nimi je třeba zdůraznit:

• ponorné;
• elementární;
• grafit;
• dvouprubkové;
• lamelární;
• zkroucený;
• spirála;
• plášť a trubka

Výměník ponorného tepla má snímací prvek ve tvaru válcové cívky umístěné v nádobě. Ten je naplněn tekutinou. Tento návrh snižuje dobu přívodu tepla ze zařízení. Zařízení s ponorným typem je jednou z nejlepších. Používá se na místech, kde podmínky naznačují pravděpodobnost varu.

Lamelární jednotka a její popis

Deskový výměník tepla má mnoho výhod, jmenovitě:

• snadné čištění;
• snadná montáž;
• minimální hydraulický odpor.

Tato zařízení mají koncové kamery, které jsou spojeny pomocí montážních šroubů. Konstrukce má pracovní desku a rámy. Desky jsou odděleny gumovými podložkami. A samotné prvky jsou vyrobeny ze speciální oceli. Technologie instalace desek zahrnuje instalaci pryžového těsnění bez adhezivního složení, které zajišťuje těsné připevnění jednotlivých dílů ke každému jinému. Pracovní prostředí lze dodat jednou ze tří metod:

• smíšené
• přímý;
• protiproud.

Elementární a zkroušené výměníky tepla. Popis zařízení

Elementální výměník tepla umožňuje připojit části systému do jediné konstrukce. Princip činnosti těchto zařízení je podobný odrůdě skořápky a trubky. Pracovní médium je dodáváno protiproudem a jednotka kombinuje malý počet potrubí. Vzhledem k typům výměníků tepla byste měli věnovat pozornost zkroucené verzi, která má citlivý prvek ve formě soustředné cívky, která je upevněna speciálními hlavami, která zajišťuje ochranu před povrchem. Toto zařízení používá obvod s dvěma kapalinami, z nichž jedna vyplňuje trubky a druhá je v meziprostoru. Tyto jednotky dosahují vynikající úlohy při poklesu tlaku a mají vynikající odolnost proti opotřebení.

Grafitové a spirálové tepelné výměníky

Mezi typy výměníků tepla lze rozlišit odrůdu grafitu, která má zařízení, které zajišťuje ochranu proti korozi. Tato zařízení vedou dobře teplo a jednotka se skládá z bloků, které mají tvar válce a obdélník. Pracovní tekutina se pohybuje v příčném vzoru. Výměník tepla se skládá z:

• kryty;
• mříže;
• trubky;
• kovové pouzdro.

Výměník tepla může být spirálovitý, jeho princip činnosti je vyjádřen použitím kovových plechů. Jsou zkroucené do spirály a upevněny na mechanismu nazývaném roll. Pro správnou funkci je důležité utěsnit výměník tepla, což je dosaženo svařením jednotlivých částí nebo instalací těsnění.

Přístroje se těžko vyrábějí, opravují a udržují. Přístroj by neměl být používán v systému, kde tlak překračuje 10 kgf / cm2, což není nevýhodou. Toto mínus je vyrovnáno kompaktními rozměry zařízení, nízkou hmotností a vysokou účinností.

Více o principu fungování skořepinové jednotky

Tímto názvem byl uveden tento výměník tepla, protože tenké trubky, podél kterých se pohybuje chladicí kapalina, jsou umístěny ve střední části hlavního pláště. Počet trubek uprostřed určuje, jak rychle se látka pohybuje. Z toho naopak závisí na koeficientu přenosu tepla.

Výměník tepla a trubek Je vyrobena z vysoce pevných a legovaných ocelí. Používají se proto, že zařízení pracuje v agresivním prostředí, které podporuje rozvoj koroze. Výměník tepla může být rozdělen do několika odrůd, z nichž je třeba zdůraznit:

• s plovoucí hlavou;
• s pevnými trubkami;
• s teplotním kompenzátorem;
• ve formě pouzdra s trubkami ve tvaru písmene "U".

Popis tepelného výměníku Pahlen MAXI-FLO

Toto zařízení je výměník tepla pro bazén, jehož cena je 18.245 rublů. Napájení je 40 kW. Jednotka je vertikální a jako materiál těla se používá nerezová ocel. Dvoutrubkové vodní zařízení je určeno k ohřevu vody. Nosič tepla je teplou vodou z kotle.

Při budování venkovního bazénu je toto zařízení zvlášť důležité. Výměník tepla pro bazén má primární okruh ve formě trubek, který je instalován svisle. Teplotní rozdíl v obvodech dosahuje 60 ° C. V primárním okruhu může být maximální tlak 10 barů, v sekundárním - stejném. Možná vás zajímá hydraulický odpor primárního okruhu, v tomto případě je to 0,05 m. U sekundárního okruhu je hydraulický odpor 0,8 m.

Provádění výpočtů

Před výběrem výměníku tepla voda / voda musí být výpočet výkonu tohoto zařízení jednoznačně proveden. Obecně platí, že při výběru je třeba věnovat pozornost typu konstrukce a kvalitě zařízení. Výpočet výkonu se provádí podle následujícího vzorce: P = 1,16 x ΔT / (tx V). V něm je požadovaná síla označena písmenem R. Zvláště vybraná konstanta se zde rovná 1,16. Teplotní rozdíl je ΔT. Hlasitost je V, zatímco čas je t. Při výpočtu výkonu výměníku tepla je tedy třeba chápat, že účinnost zařízení závisí na průtoku pracovního média podél obou obvodů.

Návrh ovlivňuje množství ohřívaného média. Čím větší je objem, tím větší budou desky a trysky. Často se také provádí stanovení topných ploch. Označují se písmenem F. Tato hodnota lze nalézt pomocí vzorce: Q / (K *? Tcp), ve kterém Q je tepelný výkon a koeficient přenosu tepla je K.

Při výpočtech výměníku tepla je třeba vzít na vědomí, že vzorec zajišťuje přítomnost průměrné teploty hlavy mezi chladiči, tato hodnota je vyjádřena v? TCP. Úkolem je najít všechny tři proměnné. Pomocí rovnice tepelné bilance můžete najít tepelný výkon: Q = G * c * (T2-T1).

Tepelná kapacita vody při určité teplotě - to je s. Průtok je označen písmenem G. Při provádění výpočtů výměníku tepla byste měli vědět, že teplota na vstupu a výstupu je označena ve stupních a vypadá ve vzorcích jako T1i a T2. Aby byl výpočet přesnější, je třeba do tohoto vzorce přidat faktor účinnosti. Chcete-li určit hodnotu? Tcp, musíte použít následující vzorec:? Tcp = (? Tb? Tm) / (? Tb /? Tm). V tom nejmenší a největší teplotní rozdíly jsou označeny? Tb a? Tm.

Způsob výpočtu

Koeficient přenosu tepla naleznete ve srovnávacích materiálech nebo jej vypočítejte pomocí vzorce: k = 1 / (1 /? 1 +? St /? St + 1 /? 2). V tom? 1 a? 2 - koeficienty přenosu tepla z přijímacích a vysílacích obvodů. Tloušťka stěny trubky -? Koeficient tepelná vodivost materiálu potrubí -? Pokud provedete výpočet výměníku tepla, nebo spíše skutečný výkon, stejně jako oblast, můžete posoudit správný výběr zařízení. Pokud se tyto hodnoty neodpovídají, pak to znamená zvýšení pravděpodobnosti tvorby usazenin na stěnách trubek. Přinejmenším mohou být připojeny. Je lepší použít speciální programy pro výpočet výměníku tepla, ale je důležité vědět, které metody a vzorce jsou základem.

Závěr

Často se majitelé domů dozvědí o tomto důležitém zařízení, které hraje jednu z hlavních funkcí topného systému. Pokud jde o autonomní okruh, kde se používají topné kotle, je tento problém ještě důležitější. V nich se chladicí kapalina zahřívá uvnitř výměníku tepla. Jedná se o dutá zařízení, ve kterých probíhá voda. Moderní výrobci nabízejí podobné přístroje v širokém sortimentu, jsou vyrobeny z různých kovů.