Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Obliczanie i dobór płytowych wymienników ciepła współpracujących z jednostopniowym sprężarkowym obiegiem chłodniczym

An example of calculation and selection of plate heat exchangers cooperating with a single-stage compressor refrigeration circuit
Obliczanie i dobór płytowych wymienników ciepła współpracujących z jednostopniowym sprężarkowym obiegiem chłodniczym
Obliczanie i dobór płytowych wymienników ciepła współpracujących z jednostopniowym sprężarkowym obiegiem chłodniczym
rys. Marcin Pietrzak

Odpowiedni dobór wielkości płyt w wymienniku ciepła oraz sposobu ich łączenia pozwala uzyskać rozwiązania w pełni spełniające założenia. Prosta konstrukcja wymiennika płytowego i jego powtarzalne elementy umożliwiają modyfikacje odpowiadające zmiennym warunkom procesowym. Zaprezentowany ciąg obliczeń pozwala efektywnie obliczać i dobierać płytowe wymienniki ciepła do konkretnych potrzeb technologicznych w wymiennikach płytowych współpracujących nie tylko z systemami chłodniczymi, ale także z innymi ciągami technologicznymi.

Dochłodzenie cieczy przed zaworem rozprężnym jest jednym z najważniejszych sposobów poprawy efektywności energetycznej instalacji chłodniczej poprzez wzrost jednostkowej wydajności układu chłodniczego. Zwiększenie wydajności chłodniczej wywołane dochłodzeniem ciekłego czynnika przed zaworem rozprężnym wymaga zastosowania odpowiednich wymienników ciepła. Najczęściej spotykanymi rozwiązaniami są dochładzacze wodne ciekłego czynnika. Do niedawna stosowano dwururowe wymienniki ciepła pracujące w przeciwprądzie z przepływem ciekłego czynnika w rurze zewnętrznej.

Urządzenia tego typu pozwalały osiągnąć dochłodzenie do ok. 3 K powyżej temperatury wody na wlocie i cechowały się podatnością na korozję oraz osadzanie kamienia. Alternatywą dla tego rodzaju wymiany ciepła, zwłaszcza w systemach amoniakalnych, stało się wykorzystywanie wymienników płytowych, które charakteryzują się wielokrotnie wyższymi współczynnikami przenikania ciepła, nie korodują i pozwalają na osiągnięcie dochłodzenia w granicy 5 K (przy możliwie najniższej temperaturze wlotowej wody do wymiennika) w stosunku do klasycznych wymienników typu rura w rurze.


Obliczenia związane z doborem płytowego wymiennika ciepła, tak jak każdego innego wymiennika, wymagają przede wszystkim sporządzenia bilansu ciepła. W bilansie tym ciepło niezbędne do podgrzania czynnika jest równe ciepłu przenoszonemu przez przegrodę – przeponę wymiennika.

Czytaj też: Budynki wielorodzinne według wymagań WT 2021 >>

Obydwie składowe bilansu ciepła opisują wydajność cieplną projektowanego wymiennika, a ich matematyczne przekształcenie pozwala uzyskać bezwymiarową wartość bilansu cieplnego, powszechnie znaną jako liczba jednostek przepływu ciepła – NTU (ang. number of thermal units) lub jako kryterium termiczne:

(1)

Przedstawiony poniżej ciąg obliczeń daje narzędzie pozwalające efektywnie obliczać i dobierać płytowe wymienniki ciepła dla konkretnych potrzeb technologicznych. Z racji ogólnego charakteru tych obliczeń metodologia postępowania pozwala w sposób skuteczny określić powierzchnię oraz konfigurację połączeń płyt w wymiennikach płytowych współpracujących nie tylko z systemami chłodniczymi, ale także z innymi ciągami technologicznymi. Efektywność skonstruowanych lub modyfikowanych na bazie tych obliczeń wymienników została potwierdzona wieloma eksperymentami [1], w których uzyskiwano pomiary parametrów gotowych wymienników zgodne z ich zakładanymi wartościami na etapie projektowania tych urządzeń.

Dane wyjściowe do obliczeń wymiennika płytowego

Przedmiotem obliczeń jest wodny dochładzacz amoniaku typu płytowego. Zakres zmian temperatury amoniaku na wlocie do wymiennika wynosi 50–30°C, a jego strumień masowy 1,0 kg/s. Temperatura wody dochładzającej na wlocie do wymiennika wynosi 20°C, a jej strumień masowy 0,8 kg/s. Wartość dochłodzenia amoniaku Δt = 5°C. Przyjęte wymiary czynnej części płyt wymiennika wynoszą 0,3×0,1 m, a odległość między nimi 0,0015 mm. Przepływ w skali całego wymiennika odbywa się przeciwprądowo.

Algorytm obliczeń

Obliczanie temperatury końcowej czynnika chłodzącego

W warunkach przedmiotu opracowania, gdy dla określonej ilości czynnika chłodniczego określono jego konieczny stopień dochłodzenia przy dostępnej ilości czynnika chłodzącego o określonych parametrach na wejściu do wymiennika, konieczne jest w pierwszej kolejności obliczenie jego temperatury końcowej po opuszczeniu wymiennika. Wartość tę można w prosty sposób uzyskać po przekształceniu równań bilansu cieplnego:

---

Literatura

  1. Zander Lidia, Zander Zygmunt, Projektowanie płytowych wymienników ciepła, „Instalacje Sanitarne” nr 2(7)/2003, s. 27–30.
  2. https://www.kelvion.com/fileadmin/user_upload/Kelvion/Downloads/Products/Plate_Heat_Exchangers/Brazed/Kelvion_Product_Brochure_GBS-Series_EN.pdf, Powerful Models In A Flexible Range Of Sizes – GBS-Series, 27.06.2017.

W artykule:

• Dane wyjściowe do obliczeń wymiennika płytowego
• Algorytm obliczeń
• Wyniki obliczeń

streszczenie

W artykule przedstawiono metodykę obliczania płytowych wymienników ciepła pracujących w jednostopniowych systemach chłodniczych. Na podstawie obliczeń i analizy wyników zaproponowano dobór płytowego wymiennika ciepła. Artykuł może stanowić praktyczne narzędzie inżynierskie dla specjalistów branży chłodniczej i grzewczej.



abstract

The paper presents the methodology for calculating plate heat exchangers operating in single-stage refrigeration systems. Based on the calculations and analysis of the results, a selection of plate heat exchanger was proposed. The paper can be a practical engineering tool for refrigeration and heating industry specialists.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[wymienniki płytowe, jednostopniowy obieg chłodniczy, sprężarkowy obieg chłodniczy, obliczanie, dobór, metodyka obliczania płytowych wymienników ciepła]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą roczną prenumeratę papierową.
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą 2-letnią prenumeratę papierową.
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 150,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 275,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Prenumerata edukacyjna - wersja papierowa + NOWOŚĆ: roczny dostęp do portalu - 90,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści portalu
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 98,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp dwuletni do wszystkich treści publikowanych w portalu
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni) - 0,00 zł
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni), tylko w ramach promocji redakcyjnych.
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   09.12.2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Gdzie produkowane są komponęty do klimatyzacji i wentylacji » Zapoznaj się z nowymi technologiami w systemach ogrzewania podłogowego »
kompotenety do wentylacji ogrzewanie podłogowe
czytam więcej » przeczytam dziś »

 


Naczynie przeponowe – dlaczego jest aż tak ważne? »

projektowanie

 



Czy warto inwestować w wentylację mechaniczną? » Jak bezproblemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
 wentylacja mechaniczna pomoc w projektowaniu
wiem więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj udogodnienia montażowe w produktach ogrzewań podłogowych» Czy ogrzewanie wpływa na nasze zdrowie? »
wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Metody klimatyzacji - czy znasz je wszytkie »

klimatyzacja

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
12/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 12/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Automatyka kotłów na pelety
  • - Zapotrzebowanie na energię do klimatyzacji
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl