Wpływ parametrów pracy wymiennika chłodu na jego wielkość i cenę
TRANTER
Wymienniki płytowe uszczelkowe stosowane są w instalacjach chłodu od wielu lat i nie mają konkurencji wśród innych typów wymienników ciepła. Co prawda dla małych przepływów i mocy istnieje możliwość zastosowania wymienników płytowych lutowanych, lecz od pewnych wartości przepływów wymienniki lutowane wymagają stosowania układów wielowymiennikowych.
Czyste media, jakie zwykle występują w układach chłodu, powodują, że wymienniki uszczelkowe praktycznie nie wymagają serwisowania, a konieczność wymiany uszczelek występuje po wielu latach eksploatacji.
Wymienniki uszczelkowe mają też jedną zasadniczą cechę, która sprawia, że są jak dotąd optymalnym rozwiązaniem – mogą mianowicie mieć stosunkowo dużą powierzchnię wymiany ciepła (A) przy ograniczonych gabarytach całego wymiennika. Wymiennik o powierzchni wymiany ciepła rzędu 160 m² ma wymiary (H×W×L): 1730×583×1391 mm. Skorzystaj z doświadczenia specjalistów firmy TRANTER >>
Średnia logarytmiczna różnica temperatur
Dlaczego w układach chłodu wymiennik ma znacznie większą powierzchnię wymiany niż wymiennik ciepłowniczy o takiej samej mocy? Wynika to z poniższego wzoru:
A = Q · 1000/(U · LMTD) [m²]
gdzie:
Q – moc przenoszona, kW;
U – współczynnik wymiany ciepła (zależny od typu płyty, prędkości cieczy w kanałach wymiennika, rodzaju cieczy), W/(m² · °C);
LMTD – średnia logarytmiczna różnica temperatury mediów, dla wymienników chłodu zwykle w przedziale 1–5°C.
Obrazuje to Przykład 1. W zależności od przepływów i układu temperatur można rozróżnić trzy przypadki pokazane na wykresach (Przypadki A, B i C). Przy małych wartościach średniej logarytmicznej różnicy temperatur już drobna zmiana tej wartości ma duży wpływ na powierzchnię wymiennika (Przykład 2).
Dopuszczalne opory hydrauliczne na wymienniku
Analizując projekty z wymiennikami płytowymi na przestrzeni ostatnich 20 lat, można zaobserwować trend zmniejszania dopuszczalnych oporów na wymienniku. Kiedyś wynosiły one 50 kPa, później 40 kPa, natomiast obecnie często dopuszcza się opory przepływu w wysokości 30, a nawet 20 kPa. Jest to zrozumiałe przy doborze pomp o minimalnym zużyciu energii elektrycznej, ale niestety niesie pewne konsekwencje dla doboru wymiennika.
Dla niskich dopuszczalnych oporów hydraulicznych należy zastosować większa liczbę płyt lub płyty o mniejszej efektywności wymiany ciepła. Skutkuje to mniejszymi wartościami współczynnika wymiany ciepła (U), co z kolej przekłada się na wymaganą większą powierzchnię wymiany ciepła.
* * *
Przesyłając zapytanie ofertowe do dostawcy wymiennika z założonymi danymi projektowymi, warto poprosić o alternatywny dobór z punktu widzenia optymalnych parametrów pracy. Można w ten sposób dobrać wymiennik lepszy i tańszy.
