Пластинчатый теплообменник – как рассчитать нужные параметры

Главные достоинства пластинчатых теплообменников – возможность изменять площадь теплообмена, комбинировать количество и расположение пластин разной конструкции, учитывая производительность, эксплуатационные особенности конкретной системы отопления, параметры монтажа и сервисного обслуживания.

Так как в пластинчатых теплообменниках передача тепла происходит от одной агрегатной среды к другой – жидкость, пар, масло, газ, то при расчете важно учитывать характеристики теплопередающей среды. А также технические характеристики металла, из которого изготовлены пластины, рабочее (предельное) давление в контуре тепловой сети и способ герметизации соединений теплообменника.

Какие данные нужны для расчета пластинчатого теплообменника

Для того, чтобы выполнить правильные расчеты нужно собрать исходные данные по установленному тепловому оборудованию:

• Температура теплопередающей среды на контурах входа и выхода
• Предельный эксплуатационный температурный диапазон
• Показатели давления в сети
• Пропускная способность – общий расход в контурах за единицу времени
• Тепловая мощность

Для расчетов необходимы данные теплопередающих сред:

• Вязкость, химический состав, показатели агрессивности сред (газа, воды, пара, масла)
• Среднее значение LMTD
• Степень очистки, засора твердыми и осадочными частицами

При расчете обязательно учитываются ТУ и требования ресурсной снабжающей организации, проектные условия подключения оборудования к инженерной тепловой сети.

Типы проектных и ремонтных расчетов

Начальный проектный расчет ПТ содержит определение рабочей площади теплообмена, соответствующей характеристикам тепловых потоков.  При работе теплообменника может быть необходимо определение температуры теплового потока для конкретной площади теплообмена. Для этого надо определить основные входящие – рабочая площадь поверхности пластин и температуры на входе и выходе.

В зависимости от того, для чего нужны расчеты – ремонт, замена, приобретение нового оборудования, обоснование затрат на модернизацию тепловых сетей выбирается тип расчетов:

• Тепловой – определение производительности (коэффициента теплопередачи) оборудования, расхода ресурса, разницы показателей температур на входе и выходе из отопительных контуров, предельных тепловых нагрузок
• Конструктивный – определение полезной площади теплообмена (теплопередачи), размера сечения каналов, коэффициента теплообмена, способа установки, подключения, сервисного обслуживания
• Гидравлический – расчет рабочего и критического давления, сопротивления и демпфирования гидроударам, способа герметизации соединений, определение скорости движения потока теплоносителя, потерь давления, расхода энергоресурсов
• Определение разности температур на входе и выходе каждого контура – необходимо для определения размеров теплообменника, выбора типа теплоносителя, материала пластин, расчета производительности

Примерные расчеты при выборе пластинчатого теплообменника можно сделать самостоятельно при помощи калькуляторов на сайтах в Интернете. Но, квалифицированный расчет комплекса параметров может сделать только профильный специалист, так как важно учитывать специфические параметры конкретной системы отопления, ее конструктив, особенности эксплуатации и сервисного обслуживания, монтажа, использовать специальное программное обеспечение.

Важно проанализировать и сравнить характеристики нескольких моделей пластинчатых теплообменников, чтобы подобрать оптимальный по характеристикам вариант для конкретной инженерной сети и установленного оборудования.

Особенности расчета пластинчатых теплообменников

Среди основных преимуществ пластинчатых теплообменников пользователи отмечают высокий коэффициент теплопередачи, производительность, возможность механической очистки и быстрой модернизации. Но, именно особенности конструкции – соединение нескольких теплопередающих пластин повышают технологические требования к показателям перепадов давления в сетях, герметичности соединений, качеству очистки, вязкости теплоносителя.

При расчетах важно учитывать следующие особенности:

• Условия эксплуатации, ТУ на подключение к центральным сетям (предельное и рабочее давление, температурные показатели на контурах по горячей и холодной стороне
• Расположение, сечение, геометрия каналов – от этих характеристик зависит турбулентность и скорость потока теплоносителя, расчетные показатели давления в системе
• Материал пластин (титан, нержавеющая очищенная сталь) – выбор зависит от характеристик, агрессивности, состава, степени очистки проводящих сред;
• Способ герметизации, особенности соединения пластин теплообменника
• Типовые размеры рамы – важно предусмотреть возможности дальнейшего расширения или модернизации
• Тип и способ подключения к сетям
• Запас полезной площади теплопередачи на загрязнения (до 30 процентов)

Правильно подобранная модель пластинчатого теплообменника позволит повысить эффективность, производительность, экономичность системы отопления, соответствие характеристикам установленного оборудования.