Как да сравняваме изчислителни листи за топлообменници
Кои параметри в изчислителния лист са най-важни
В предишната статия "Изчисляване на топлообменник: как влияят проектните допускания" разгледахме как се извършва изчисление и оразмеряване на топлообменник и защо параметри като LMTD, коефициент на топлопреминаване и топлообменна площ влияят върху крайния резултат.
На практика клиентът най-често получава само крайния резултат — оферта и изчислителен лист.
Точно тогава възниква важният въпрос: Как можем да разберем дали реално сравняваме една и съща задача?
При сравняване на различни оферти за пластинчат топлообменник не е достатъчно да гледаме само мощността, размера или броя пластини. Много по-важно е да проверим при какви условия е направено самото изчисление на топлообменника.
Първо се проверяват входните проектни данни
Това е най-важната част от всеки изчислителен лист.
Към входните проектни данни спадат входните и изходните температури, дебитите, използваният флуид и концентрацията на гликол.
Именно тези параметри определят реалните условия, при които трябва да работи топлообменникът.
- Температури
Температурите са първото нещо, което трябва да се сравни.
Дори промени от няколко десети от градуса могат съществено да повлияят върху изчислението и върху необходимата топлообменна площ.
При системи с малка температурна разлика дори минимални промени могат да доведат до значително по-компактно решение.
Именно при такива режими параметри като LMTD стават особено чувствителни към промени в температурите.
- Дебити
Дебитът показва какво количество флуид преминава през топлообменника за определено време.
При оразмеряване на топлообменник дори малки промени в дебита могат да доведат до различен пад на налягане, различни скорости и различна необходима площ.
Две оферти могат да бъдат представени с една и съща мощност, но с различни дебити. Това вече означава различна задача и различни условия на работа.
- Флуид и концентрация
Свойствата на флуида също оказват сериозно влияние върху изчислението на топлообменника.
Разликата между вода, 20% етиленгликол и 35% етиленгликол не е малка промяна в изчислението. Вискозитетът, топлопроводността и топлинният капацитет на флуида се променят, а това влияе върху топлообмена, пада на налягане и необходимата площ.
Ако тези параметри са различни, вече не сравняваме една и съща задача.
След това се гледат параметрите, които влияят върху оразмеряването
Това са параметрите, чрез които едно решение може да стане по-компактно или с по-голям резерв - допустимият пад на налягане (Pressure Drop), fouling factor и oversize / surface margin.
Именно тук най-често се появяват разликите между различни предложения за една и съща мощност.
- Pressure Drop
Pressure Drop показва какво хидравлично съпротивление създава топлообменникът.
По-високият допустим пад на налягане често позволява използването на по-малък топлообменник, но за сметка на:
- по-високи скорости;
- по-голямо натоварване на помпите;
- по-висока консумация на енергия.
Затова два еднакви на пръв поглед топлообменника могат да работят при напълно различни хидравлични условия.
- Fouling Factor
Fouling factor отчита очакваното замърсяване на топлообменника във времето.
Колкото по-висок е fouling factor, толкова по-голяма допълнителна площ е необходима, за да може системата да запази работата си и след натрупване на замърсявания.
Ако е използвана твърде ниска стойност, топлообменникът може да изглежда по-компактен, но с по-малък резерв при реална експлоатация.
- Oversize / Surface Margin
Oversize показва какъв допълнителен резерв е заложен над необходимата изчислителна площ.
Минималният резерв позволява по-компактно решение, но оставя по-малък запас при реални условия на работа.
По-високият резерв обикновено означава по-консервативен подход и по-голяма устойчивост при промени в режима или замърсяване на системата.
Накрая се гледат резултатите от изчислението
Параметри като LMTD, коефициент на топлопреминаване (U / OHTC), топлообменна площ и брой пластини вече показват резултата от самото изчисление.
- LMTD
LMTD е параметър, който показва реалната температурна разлика в топлообменника и пряко влияе върху необходимата площ.
При малки стойности задачата става значително по-трудна и обикновено изисква по-голяма площ.
Именно при малки стойности на LMTD дори минимални промени в температурите могат да доведат до голяма разлика в необходимата площ.
- U / OHTC
Това е общият коефициент на топлопреминаване.
Той показва колко ефективно се предава топлината през пластините на топлообменника.
По-високите стойности позволяват по-компактно решение, но винаги трябва да се разглеждат заедно с останалите параметри и условия на работа.
- Топлообменна площ и брой пластини
Това са параметрите, които клиентът най-често сравнява директно.
Важно е обаче да се разбере, че те не са входни данни. Те са резултат от всички останали параметри в изчислението.
Именно затова два топлообменника с различен размер могат формално да покриват една и съща мощност, но при различни условия.
Ако една оферта предлага значително по-малък топлообменник, първият въпрос не трябва да бъде:
„Колко по-малък е той?“
А:
„При какви условия е постигнат този резултат?“
Бърза проверка на изчислителен лист
Какво трябва да проверим първо?
При сравняване на различни предложения най-логичният ред за проверка е:
- Температури
- Дебити
- Флуид и концентрация
- Pressure Drop
- Fouling Factor
- LMTD
- Oversize
- Топлообменна площ и брой пластини
Този подход помага да се избегне една от най-честите грешки при сравняване на оферти — различни проектни условия да бъдат възприети като една и съща задача.
Най-важното е да сме сигурни, че всички решения са изчислени при еднакви условия.
Защото понякога разликата не започва от самия топлообменник, а още от входните данни и допусканията в изчислителния лист.
В следващата статия "Една задача, три изчисления за пластинчат топлообменник" разглеждаме реален пример с няколко изчислителни листа за една и съща мощност и защо еднаквите kW невинаги означават еднакво решение.
