Co je účinnost výměníku tepla a jak se vypočítává

K analýze parametrů se zpravidla vypracovává technická specifikace – je zpracována a provedena inženýry organizace zásobování teplem. Můžete také nezávisle vypočítat účinnost deskového výměníku tepla – o tom, jak to udělat, budeme diskutovat později.

Výkon jakéhokoli zařízení lze měřit koeficient výkonu (efektivita). Výměníky tepla nejsou výjimkou. Účinnost výměníků závisí na různých okolnostech, ale především je to přesnost prvotního výpočtu a kvalita konečného provedení výměníků.

Jaké tepelné výměníky se používají a jakou mají účinnost?

V prodeji jsou různé kategorie zařízení, z nichž každá má své výhody a nevýhody. Nejlepší kategorie – dvoutrubkové produkty, které vypadají jako trubka v trubce. Používají se řešení s nosiči energie, které mají mírnou spotřebu. Maximální plocha zařízení je 2 metry čtvereční. m., průřez je zodpovědný za neomezený tok chladicí kapaliny a dobrou úroveň tepelného výkonu – to znamená, že účinnost bude vysoká.

Dvoutrubkové konstrukce jsou skládací a integrální. Druhá možnost má maximální parametry tuhosti a těsnosti, proto není použitelná pro pracovní prostředí s teplotou 70 stupňů a více (to je jedna z hlavních nevýhod). Skládací modely si zachovávají své původní parametry při různých teplotách a lze je bez problémů demontovat. Díky mírnému odporu bude průtok volný.

Deskové výměníky tepla mají své nevýhody, ale jsou ve větší poptávce než výměníky trubkové. To je způsobeno použitím kovových desek namísto konvenčních trubek a vysokou úrovní účinnosti. Pracovní plocha může být 0.8 km, ukazatele účinnosti jsou vysoké. Samotný design je extrémně jednoduchý – skládá se z desek a rámu. Instalace se provádí mezi základnami pohyblivého a pevného typu.

Vlastnosti různých typů deskových výměníků tepla:

• polosvařované – nebojí se agresivního prostředí;
• svařované – mít maximální úroveň účinnosti;
• pájené – snadné použití, nízké náklady;
• skládací – zařízení spirálového typu, na jejichž površích jsou umístěny speciálním způsobem zkroucené ocelové pásy.

Nejoblíbenějším zařízením dnes při použití ve výrobě, v národním nebo soukromém hospodářství je deskový výměník tepla. Tato obliba je dána jednoduchou konstrukcí samotného zařízení a také vysokou účinností samotného zařízení. Vysoká účinnost tohoto výměníku tepla je navíc dána konstrukcí zařízení, kde dochází k výměně tepla prostřednictvím široké oblasti kovových desek, které mají malou tloušťku (asi 2 mm). To znamená, že celková plocha výměny tepla se bude rovnat celkové ploše balíku desek v zařízení. Celkově může takový povrch dosahovat několika desítek metrů čtverečních. Výkon výměníku tepla přímo závisí na tomto indikátoru.

Navíc, pokud jsou pracovní média v teplosměnných zařízeních identická, pak bude účinnost zařízení nejvyšší. Pokud je jako pracovní médium použita kapalina, bude účinnost takového zařízení několikanásobně vyšší, než když je pracovním médiem plyn. Desková zařízení nejčastěji pracují s kapalnými nosiči a nízkými hodnotami tlaku. Například účinnost deskového zařízení pracujícího v okruhu voda-voda bude asi 85 %, zatímco v okruhu vzduch-vzduch bude maximálně od 50 do 60 %. Pro dosažení co nejvyšší účinnosti je nutné neustále udržovat rovnost průřezů tubulů pro obě chladicí kapaliny. Deskový výměník tepla snadno vytváří takové podmínky použitím desek standardních velikostí a rovnoměrně zvlněných.

Jak měřit účinnost teplosměnného zařízení

Hodnota účinnosti teplosměnných zařízení se zjišťuje měřením změn teplotních parametrů na vstupech a výstupech obou chladicích kapalin. Teplotní čidla jsou zároveň nezbytná pro výběr nejlepších možností pro typy desek, jejich velikosti, průměry potrubí, požadovanou rychlost cirkulace chladiva a další charakteristiky. Všechny tyto parametry jsou potřebné pro výpočet účinnosti zařízení ve fázi sestavování jeho výpočtu.

Pro zvýšení účinnosti výměníku tepla se používá zvětšení teplosměnné plochy, což vždy vede ke zvýšení velikosti, hmotnosti a ceny samotného zařízení. A s rostoucí velikostí je vysoká pravděpodobnost vzniku dalších netěsností. Proto se všichni výrobci teplosměnných zařízení snaží najít rovnováhu mezi velikostí zařízení a jeho výkonem.

Doporučení pro výběr energeticky účinných výměníků tepla

První věc, kterou budete muset udělat, je rozhodnout o úkolech, které by zařízení mělo řešit. Mezi oblíbené možnosti patří tvorba nebo chlazení kondenzačních hmot, vzduchu a kapalin. Parametry, které vám pomohou se správným výběrem:

• jízdní režim;
• průtokové parametry;
• teplota pracovních médií;
• cena zařízení.

Nejvhodnější možností by bylo vypracovat „mapu“ všech podmínek pro další srovnání s vybranými modely deskových výměníků tepla, posouzení jejich výhod a nevýhod.

Důležité. Chcete-li vypočítat účinnost, musíte mít údaje o různých součástech budoucího systému. Pokud nejsou požadavky jasně uvedeny, jsou výchozí hodnoty převzaty z tepelné bilance.

Zároveň je prakticky nemožné získat absolutní hodnoty při výpočtu účinnosti a dalších parametrů – důvodem jsou specifika uvažované kategorie zařízení. Jako základ se berou parametry, které se nejvíce blíží požadovaným. Specialista porovná skutečná data s těmi, které zajímají zákazníka.

Získané výsledky musí přesně odpovídat podmínkám, ve kterých se předpokládá použití zařízení. Je nutné moudře korelovat životnost a schopnosti materiálů použitých k výrobě deskového výměníku tepla. Pokud si nejste jisti, že úkol zvládnete sami, obraťte se na odborníka. Odpoví na vaše dotazy, provede výpočty účinnosti a dalších parametrů výměníků.