Okay, Leute! Als Wärmetauscherlieferant mit jahrelanger Erfahrung auf diesem Gebiet bin ich begeistert, Sie durch die Größe eines Wärmetauschers für ein geothermisches System zu führen. Es ist ein entscheidender Schritt, der die Effizienz Ihres geothermischen Setups herstellen oder brechen kann.
Warum die richtige Größe wichtig ist
Warum ist die Größe eines Wärmetauschers zuerst eine so große Sache? Nun, wenn Ihr Wärmetauscher zu klein ist, kann er nicht genügend Wärme zwischen der geothermischen Flüssigkeit und der Arbeitsflüssigkeit des Systems übertragen. Das bedeutet, dass Ihr geothermisches System nicht so gut funktioniert, wie es sollte, und Sie haben höhere Energierechnungen und weniger Komfort in Ihrem Raum. Auf der anderen Seite verschwenden Sie, wenn es zu groß ist, Geld für eine größere Einheit, als Sie tatsächlich benötigen, und es kann auch nicht effizient funktionieren. Wenn Sie also die Größe genau richtig machen, ist der Schlüssel zur Maximierung der Leistung und zum Ersparnis von Dollar auf lange Sicht.
Sammeln Sie die Grundlagen
Das erste, was Sie tun müssen, ist einige grundlegende Informationen über Ihr geothermisches System zu sammeln. Sie müssen die Wärmebelastung des Gebäudes oder des Verfahrens kennen, die Sie erhitzen oder abkühlen möchten. Dies beinhaltet die Berechnung, wie viel Wärme im Winter verloren geht oder im Sommer gewonnen wird. Faktoren wie die Isolierung des Gebäudes, die Anzahl der Fenster und das lokale Klima spielen eine Rolle bei der Bestimmung dieser Wärmebelastung.
Sie müssen auch die Durchflussraten und Temperaturunterschiede der beteiligten Flüssigkeiten kennen. Für die geothermische Flüssigkeit, die normalerweise durch unterirdische Rohre zirkuliert, müssen Sie die Durchflussrate und die Temperatur, mit der sie in den Wärmetauscher eintritt, herausfinden. Gleiches gilt für die Arbeitsflüssigkeit auf der anderen Seite des Wärmetauschers, wie das Wasser oder das Kältemittel in Ihrem Heiz- oder Kühlsystem.
Arten von Wärmetauschern
Bevor wir uns mit der Größe in die Größe befassen, lassen Sie uns ein wenig über die Arten von Wärmetauschern sprechen, die häufig in geothermischen Systemen verwendet werden.
- Wärmetauscher sprühen: AWärmetauscher sprühenist in einigen Fällen eine großartige Option. Es besprüht eine der Flüssigkeiten über eine Oberfläche, während die andere Flüssigkeit vorbei fließt, um die Wärme zu übertragen. Es kann eine gute Wärmeübertragungseffizienz bieten und ist im Design relativ einfach.
- Plattenwärmetauscher: DerPlattenwärmetauscherist super beliebt. Es besteht aus einer Reihe von Tellern mit flüssigen Kanälen zwischen ihnen. Dieses Design bietet eine große Oberfläche für die Wärmeübertragung in einem kompakten Raum, wodurch es für viele geothermische Anwendungen sehr effizient und geeignet ist.
- Wärmetauscher für Doppelrohrplatten: Für anspruchsvollere Anwendungen, bei denen Sie eine zusätzliche Schutzschicht gegen Flüssigkeitsmischung benötigen, dieWärmetauscher für Doppelrohrplattenist eine solide Wahl. Es verfügt über Doppelrohrplatten, die die beiden Flüssigkeiten sicherer trennen.
Größenberechnungen
Lassen Sie uns nun in die Größenberechnungen einsteigen. Die Grundgleichung für Wärmeübertragung lautet:
$ Q = u * a * \ delta t_ {lm} $
Wo:
- $ Q $ ist die Wärmeübertragungsrate (das ist die Wärmebelastung, über die wir früher gesprochen haben, normalerweise in Watts oder britischen Wärmeeinheiten pro Stunde - BTU/HR).
- $ U $ ist der Gesamtwärmeübertragungskoeffizient. Dieser Wert hängt von der Art des Wärmetauschers, den beteiligten Flüssigkeiten und den Durchflussmustern ab. Es kann normalerweise in technischen Handbüchern oder durch Tests ermittelt werden.
- $ A $ ist die Wärmeübertragungsfläche, was wir herausfinden wollen.
- $ \ Delta t_ {lm} $ ist die logarithmische - mittlere Temperaturdifferenz. Es berücksichtigt die Temperaturunterschiede zwischen den beiden Flüssigkeiten am Einlass und Auslass des Wärmetauschers.
Um den Bereich $ a $ zu finden, können wir die Gleichung neu ordnen, um:
$ A = \ frac {q} {u * \ delta t_ {lm}} $
Lassen Sie uns aufschlüsseln, wie $ \ delta t_ {lm} $ berechnet werden. Wenn Sie die Einlass- und Auslasstemperaturen der heißen Flüssigkeit ($ t_ {H1} $ und $ t_ {H2} $) und die Kaltflüssigkeit ($ t_ {c1} $ und $ t_ {c2} $) kennen, die Formel für $ \ Delta T_ {lm} $ ist:
$ \ Delta t_ {lm} = \ frac {\ delta t_1- \ delta t_2} {\ ln (\ frac {\ delta t_1} {\ delta t_2})} $
Wobei $ \ delta t_1 = t_ {h1} -t_ {c2} $ und $ \ delta t_2 = t_ {h2} -t_ {c1} $
Andere Überlegungen
Bei der Größe eines Wärmetauschers für ein geothermisches System sind noch ein paar andere Dinge zu beachten.
- Fouling -Faktor: Im Laufe der Zeit können Schmutz, Skala und andere Ablagerungen auf den Wärmeübertragungsflächen aufbauen, wodurch die Effizienz des Wärmetauschers verringert wird. Sie müssen dies berücksichtigen, indem Sie Ihren Berechnungen einen Fouling -Faktor hinzufügen. Der Fouling -Faktor ist ein zusätzlicher Widerstand gegen die Wärmeübertragung und kann je nach Art der Flüssigkeit und den Betriebsbedingungen unterschiedlich sein.
- Druckabfall: Sie möchten auch sicherstellen, dass der Druckabfall über den Wärmetauscher in einem akzeptablen Bereich liegt. Wenn der Druckabfall zu hoch ist, kann er den Energieverbrauch der Pumpen erhöhen, die die Flüssigkeiten zirkulieren. Möglicherweise müssen Sie möglicherweise das Design oder die Größe des Wärmetauschers einstellen, um den Druckabfall in Schach zu halten.
Fertigstellung des Designs
Sobald Sie den erforderlichen Wärmeübertragungsbereich berechnet und alle anderen Faktoren berücksichtigt haben, können Sie mit einem Wärmetauscherhersteller zusammenarbeiten, um das richtige Modell auszuwählen. In unserem Unternehmen verfügen wir über eine breite Palette von Wärmetauschern, die an Ihre spezifischen Anforderungen erfüllt werden können.
Wenn Sie sich über den Größenprozess immer noch nicht sicher sind oder Fragen darüber haben, welcher Wärmetauscher für Ihr geothermisches System am besten geeignet ist, zögern Sie nicht, sich zu wenden. Unser Expertenteam ist hier, um Ihnen bei jedem Schritt des Weges zu helfen. Egal, ob Sie ein Auftragnehmer sind, der an einem großen geothermischen Projekt skaliert wird, oder ein Hausbesitzer, der ein geothermisches Heiz- und Kühlsystem in Ihrem Haus installieren möchte, wir haben das Wissen und die Produkte, die Sie unterstützen. Kontaktieren Sie uns, um das Gespräch über den Kauf des perfekten Wärmetauschers für Ihr Geothermie -Setup zu beginnen.
Referenzen
- Incropera, Frank P., et al. "Grundlagen von Wärme und Massenübertragung." Wiley, 2019.
- Perry, Robert H. und Don W. Green. "Handbuch der Chemieingenieure von Perry." McGraw - Hill Education, 2007.
