Формула расхода теплоносителя: Расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке

Расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке

При расчете расхода теплоносителя по тепловой нагрузке, необходимо учитывают теплопотери. Этот показатель необходим для точного подбора ёмкости бака, предназначенного для регулирования давления. Этот параметр имеет непосредственное отношение к проектной нагрузке системы обогрева частного строения. Грамотно выбранное оборудование, используемое при отоплении жилого дома, нормально будет справляться с основной задачей – созданием комфортного температурного режима в жилых и вспомогательных помещениях. Определение тепловых потерь тепловыми сетями является важной составляющей расчета расхода теплоносителя по тепловой нагрузке.

Упрощенно расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке можно определить по формуле:

где, G – расход воды, м³/ч;

Q – тепловая нагрузка, Гкал/ч;

Т_под – температура на подающем трубопроводе, °С;

Т_обр – температура на обратном трубопроводе, °С.

Чтобы определить расход теплоносителя, используются разные формулы.

Рассмотрим наиболее распространенные. Вы можете применить одну из них или несколько для самопроверки. Только вам надо будет перевести полученные значения в литры в минуту.

• Инженерная формула

m = Q / (Cp × Δt)

• m – расход теплоносителя, кг/с
• Q – суммарная мощность системы отопления, кВт
• Cp – удельная теплоемкость теплоносителя, кДж (при подсчете для воды берем средний показатель 4,19 кДж), для теплоносителей с другим основным веществом будет свой показатель в зависимости от присадок в теплоносителе.
• Δt – разница температур на входе и выходе котла (чаще всего это 5 °C)

Если вы хотите правильно подсчитать расход теплоносителя, формула поможет избежать ошибок. Просто подставьте в нее параметр тепловой мощности.

Например, мощность составляет 200 кВт. А остальные значения возьмем усредненные.

Расчет по формуле будет следующим

m = 200 / (4,19 × 5) = 9,54 кг/с

• Упрощенная формула

Есть также упрощенный расчет расхода теплоносителя по тепловой нагрузке. Им пользуются не столько инженеры, сколько хозяева домов, которые хотят выполнить работу самостоятельно.

Для этого нужно тепловую мощность разделить на 20 (усредненное значение для расчета при использовании воды в системе).

Вернемся к нашему примеру. Если мощность составляет 200 кВт, то мы разделим ее на 20.

Расчет будет следующим

200 / 20 = 10 кг/с

Если сравнить полученные значения по обеим формулам, можно увидеть небольшую погрешность в упрощенной формуле. Поэтому лучше округлить полученное значение в большую сторону.

• Формула для определения расхода в кубометрах в час

Также часто встречается формула определения расхода в кубометрах в час. Она выглядит следующим образом.

G = 0,86 (Q / Δt).

Значения Q и Δt берем такие же, как в первой инженерной формуле.

Расчет будет следующим

G = 0,86 (200 / 5) = 34,4 куб. м/ч

Мощность системы отопления

Расчет тепловой мощности системы отопления — это первоочередные данные. Они необходимы для решения задач по теплоснабжению жилища.

Благодаря им можно определить минимальную потребность в тепловой энергии для конкретного объекта, а также выявить приблизительные затраты тепла для каждого отдельного помещения, находящегося в нем, рассчитать суточное и годовое потребление топлива.

Этот параметр нужен для определения расхода теплоносителя и подбора котла, который справится с обогревом помещения.

На 10 кв. м приходится 1 кВт.

Такой подсчет действует для капитальных построек с хорошей теплоизоляцией и высотой потолков не более 3 м.

Допустим, площадь объекта составляет 2000 кв. м.

Расчет будет следующим

2000 / 10 = 200 кВт

Согласно данным о мощности системы отопления можно вычислить объем теплоносителя потребляемого для корректной работы всего комплекса и коммуникаций по обогреву помещения. Перед заполнением системы отопления требуется определить точное количество теплоносителя, для того чтобы заранее купить или подготовить необходимый объем. Также нужно собрать информацию про паспортный объем всех отопительных приборов и трубопроводов.

Каждая система отопления требует технического обслуживания и ремонта систем теплоснабжения, данные мероприятия входят в перечень сервисных услуг предоставляемых компанией SVA.

Требования к идеальному теплоносителю

Идеальный жидкий теплоноситель систем отопления автономного типа должен отвечать следующим параметрам качества теплоносителей:

• Обладать достаточной теплоемкостью, чтобы эффективно накапливать и передавать тепловую энергию на отопление.
• Быть нейтральным по химическому составу, чтобы не провоцировать возникновение коррозионных очагов в элементах отопительного оборудования и не разъедать уплотняющие прокладки в местах соединений контура.
• Поддерживать эксплуатационные процессы в широком диапазоне температур.
• Не содержать соединений и веществ, оседающих в трубах и батареях, вызывающих зарастание их твердыми отложениями.
• Быть стабильным по составу — не разлагаться и не расщепляться на различные химические составляющие под действием высокой температуры или от времени. Его плотность, вязкость, теплоемкость и химическая инертность должны оставаться постоянными.
• Быть безопасным для обитателей отапливаемого с его помощью дома, то есть быть нетоксичным и негорючим.
• Иметь доступную цену.

Естественно, что после продолжительной эксплуатации любой трубопровод может засоряться продуктами коррозии, накипи и требуется промывка инженерных систем.

Факторы, о которых многие забывают

Фактор о которых многие забывают при выборе теплоносителя, это срок эксплуатации. Который прописан в нормативной документации к конкретной партии продукта. И использование теплоносителя сверх нормы по гарантийному сроку, установленной в документе, это заведомо подвергать систему выходу из строя. Хороший теплоноситель при любой температуре должен оставаться собой, не распадаясь и не изменяя свойств.

Расчет расхода холодоносителя — Мир Климата и Холода

Домой Статьи Расчет расхода холодоносителя

Расчет расхода холодо- или теплоносителя – одна из задач, с которой сталкиваются инженеры в ходе проектирования и наладки систем холодоснабжения. Например, если известна холодопроизводительность чиллера, то часто требуется определить расход жидкости в системе. И наоборот, если на схеме указан расход холодоносителя, нужно определить, какую холодильную мощность он обеспечит.

Для расчета расхода холодоносителя онлайн воспользуйтесь калькулятором ниже. В качестве исходных данных должна быть указана холодильная мощность системы и параметры холодоносителя.

Если же известен расход холодоносителя и его параметры, программа определит холодопроизводительность системы.

Научиться рассчитывать холодоноситель и проектировать чиллерные системы

Расчет расхода холодоносителя в системе онлайн
Холодильная/тепловая мощность:	кВт
Тип жидкости:	ВодаЭтиленгликоль 10%Этиленгликоль 20%Этиленгликоль 30%Этиленгликоль 40%Этиленгликоль 50%Этиленгликоль 60%Другая жидкость
Плотность жидкости:	кг/м3
Теплоемкость жидкости:	кДж/(кг·°C)
Температура прямого потока:	°C
Температура обратного потока:	°C
Результаты расчета
Расход холодоносителя	м3/c
	м3/ч
	л/с
	кг/с
	кг/ч
Расчет холодильной/тепловой мощности блока по расходу онлайн
Расход жидкости:	м³/см³/чл/скг/скг/ч
Тип жидкости:	ВодаЭтиленгликоль 10%Этиленгликоль 20%Этиленгликоль 30%Этиленгликоль 40%Этиленгликоль 50%Этиленгликоль 60%Другая жидкость
Плотность жидкости:	кг/м3
Теплоемкость жидкости:	кДж/(кг·°C)
Температура прямого потока:	°C
Температура обратного потока:	°C
Результаты расчета
Холодильная/тепловая мощность	кВт

Для удобства пользователей онлайн-калькулятор сразу выдает расход в м³/с, м³/ч, л/с, кг/с и кг/ч.

Базовая формула, на основе которой выполняются вычисления, имеет следующий вид:

Q = c · m · dT, где

• Q – количество теплоты
• с – теплоемкость теплоносителя
• m – масса теплоносителя
• dT – изменение температуры теплоносителя (разница температур между прямым и обратным потоками)

Данная формула статична: в ней нет такого параметра, как время. Поэтому, например, в ней фигурирует масса теплоносителя, а не его расход. Чтобы придать динамики, нужно обе части уравнения разделить на время. Тогда слева от знака равенства будет мощность, а справа вместо массы – расход теплоносителя. Получим:

• M = Q_Х / (с · dT) – для массового расхода (кг/с)
• G = Q_Х / (с · ρ · dT) – для объемного расхода (м³/с)

Важный момент – не запутаться в размерностях. В первую очередь это касается расхода. Чтобы получить расход в м³/с, надо расход в м³/ч разделить на 3600, а расход в л/с разделить на 1000. Если мощность измеряется в Вт, то теплоемкость следует брать в Дж/(кг·°С), если в кВт, то в кДж/(кг·°С).

Полученные формулы могут быть упрощены, если известен тип теплоносителя и разность температур. Так, в подавляющем большинстве систем холодоснабжения применяется чистая вода (ρ = 1000 кг/м³; с = 4.2 кДж/(кг·°С)) или 40% раствор этиленгликоля в воде (ρ = 1070 кг/м

3; с = 3.5 кДж/(кг·°С)), а перепад температур составляет dT = 5°С.

Подставив указанные численные значения, получим для чистой воды:

• M_вода = Q_Х [кВт] / 21 – массовый расход для чистой воды (кг/с)
• G_вода = Q_Х [кВт] / 21 – объемный расход для чистой воды (л/с)

Для 40% раствора гликоля:

• M_40%ЭГ = Q_Х [кВт] / 17. 5 – массовый расход для 40% раствора гликоля (кг/с)
• G_40%ЭГ = Q_Х [кВт] / 18.7 – объемный расход для 40% раствора гликоля (л/с)

Для быстрого укрупненного расчета можно принять единую формулу и для воды, и для гликоля: G = Q

Х / 20 или Q_Х · 5 / 100 (умножить на 5 и отнять два нуля).

Например, при Q_Х = 200 кВт получим точный расход воды G = 200/21 = 9,5л/с и расход гликоля 10,7л/с, а укрупненная формула даст результат 200/20 = 10л/с.

И наоборот, если на схеме указан расход по воде G = 17.5л/с при dT = 5°С, то для определения холодильной мощности блока нужно умножить этот расход на 20: Q_Х = 17.5 · 20 = 350кВт (точное значение 367кВт).

Предыдущая статьяПоявились новые модели из линейки шкафов со стеклянной дверью от компании Аркто

Следующая статьяНовый блок плазменной очистки от Mitsubishi Electric

Решение года

Участники выставки МИР КЛИМАТА 2023

ГДЕ КУПИТЬ КОНДИЦИОНЕР

Фотоконкурс

1 из 38

«Монтажникам респект!» Присылайте ваши фото по адресу: inform@apic. ru

Видео

• Что такое СТАНДАРТНЫЙ монтаж КОНДИЦИОНЕРА
• Демонтаж кондиционера
• ТОП 3 ОШИБОК при ПАЙКЕ медной трубы
• Как управлять кондиционером в режиме охлаждения
• Как управлять кондиционером в режиме обогрев
• Как проверить пусковую ёмкость однофазного компрессора
• Состав зимнего комплекта для кондиционера
• Как подключить и проверить подключение однофазного компрессора
• КРОНШТЕЙНЫ для кондиционеров как выбрать, на что обратить внимание

Технология года

Kentatsu. Климат на пике технологического прогресса

Компания «Даичи» — 24.03.20230

Модельный ряд бытовых кондиционеров Kentatsu, сезон 2023 Умение сосредоточиться на главном — один из секретов многолетнего успеха бренда Kentatsu. С самого начала своего пути при…

Популярные разделы

Программы расчета онлайн

Важное про насосы

Важное про тепловые завесы

Чистка и дезинфекция СКВ

• АПИК информирует
• АПИК-ТЕСТ
• Бизнес-интервью
• Вестник УКЦ АПИК
• Вне офиса
• Выставка «МИР КЛИМАТА»
• Инженерные системы загородного дома
• История бренда
• История в лицах
• Картинки с выставки
• Кондиционирование ЦОД
• Легенды климатического бизнеса
• Маркетинг
• Международное сотрудничество
• Мировые новости
• На заметку
• Новинки выставки «МИР КЛИМАТА»
• Новинки сезона
• Новости НОСТРОЙ
• Новости производителей
• Новости, события
• Обзоры, исследования рынка
• Обмен опытом
• Обучение, трудоустройство
• Подводим итоги
• Проект года
• Проекты, объекты, решения
• Разное
• Регионы
• Сертификация, гарантия
• Событие года
• Советы по рекламе
• Советы юриста
• СРОчные консультации
• Статьи участников Климатического рынка
• Страницы истории
• Технология года
• Экспертное мнение
• Юбилеи, события, даты
• ЮНИДО в России

Уголок расчета: адвективное тепловое сопротивление

В предыдущей статье Electronic Cooling, в которой обсуждался процесс анализа тепловых характеристик охлаждающих вентиляторов [1], упоминалась необходимость учета повышения температуры охлаждающей жидкости при прохождении воздуха через радиатор. В этой статье использовалась «средняя» температура воздуха, которая определялась как средняя точка между температурами воздуха на входе и на выходе. В этой статье обсуждается этот подход, а также альтернативный метод, более физически надежный.

Когда система охлаждается жидкостью, температура жидкости повышается, когда она проходит через систему и поглощает энергию за счет конвективной теплопередачи. Чем больше рассеиваемая мощность или меньше массовый расход, тем больше повышение температуры охлаждающей жидкости. По мере повышения температуры охлаждающей жидкости требуется более высокая температура поверхности для рассеивания той же мощности с тем же коэффициентом конвекции. Это увеличивает общее тепловое сопротивление по сравнению с системой, в которой температура жидкости остается постоянной.

Одним из методов учета этого «адвективного» теплового сопротивления является допущение, что средняя температура охлаждающей жидкости является средней точкой между температурами охлаждающей жидкости на входе и выходе. Пока охлаждающая жидкость остается однофазной (т. скорость (ṁ) и рассеиваемая мощность (Q), как показано в уравнении 1.

Если предположить, что репрезентативная температура охлаждающей жидкости представляет собой среднюю точку между температурой на входе и на выходе (T _mid ) = (T _o + T _i )/2, мы можем проанализировать конвективный теплообмен, чтобы определить температура поверхности теплопередачи (T _{поверхность} ), которая считается однородной с использованием уравнения 2. что средняя температура охлаждающей жидкости совпадает со средним значением. Ограниченность этого предположения можно осознать, рассмотрев ситуацию, когда хладагент входит в трубу с постоянной температурой поверхности. Если длина трубы составляет всего метр, разумно предположить, что соответствующая типичная температура хладагента при его протекании по поверхности трубы близка к средней температуре. Однако, если длина той же трубы с равномерной температурой составляет 10 км, вполне вероятно, что температура жидкости по существу будет иметь температуру трубы задолго до конца трубы, и, следовательно, средняя температура жидкости будет ближе к температуре поверхности трубы. Точность предположения о средней температуре, показанного в уравнении 2, зависит от комбинации массового расхода жидкости и конвективного термического сопротивления (коэффициента теплопередачи и величины площади теплопередачи).

Более общий подход к учету адвективного термического сопротивления заключается в использовании методов, разработанных для теплообменников типа жидкость-жидкость. Метод эффективности-NTU связывает эффективность теплообменника ε с количеством тепловых единиц (NTU). Эффективность, которая определяется как фактическая теплопередача между жидкостями, деленная на максимально возможную теплопередачу между жидкостями, т. е. и удельные теплоемкости двух жидкостей. NTU для системы определяется как NTU = UA ⁄ (ṁc _p ) _{минимум} , где ṁc _p — произведение массового расхода жидкости на ее удельную теплоемкость; нижний индекс «минимум» указывает на то, что для расчета NTU используется жидкость с меньшим значением ṁc _p . Термин UA является обратной величиной общего теплового сопротивления между двумя жидкостями, включая коэффициенты конвекции для обеих жидкостей, эффективность ребер и проводимость через твердые материалы, разделяющие две жидкости.

Был разработан ряд относительно сложных уравнений для расчета эффективности теплообмена с различной геометрией, конфигурациями и т. д. К счастью для тех из нас, кто работает в области охлаждения электроники, нам, как правило, не нужно иметь с ними дело. Когда задействована только одна жидкость, эффективность просто равна ε=1– e ^{– НТУ} . Это уравнение позволяет нам легко учитывать влияние адвективного теплового сопротивления для определения теплопередачи от поверхности, которая, как предполагается, имеет постоянную температуру, к жидкости с известной температурой на входе. Показатель UA в расчете NTU обратно пропорционален тепловому сопротивлению, R _{термическое} = 1/hA, где h — коэффициент конвекции, а A — эффективная площадь поверхности, учитывающая эффективность ребер.

Рассмотрим, например, трубку диаметром 10 см, в которой поддерживается фиксированная температура 100°C. Воздух при атмосферном давлении поступает в трубку при температуре 25°С и средней скорости 1 м/с. Если не учитывать влияние развивающегося потока, коэффициент конвекции является постоянным, поэтому передача тепла воздуху зависит только от длины трубы, которая определяет площадь, доступную для передачи тепла. На рис. 1 показана теплопередача, рассчитанная для этой ситуации с использованием трех различных предположений о температуре охлаждающей жидкости (уравнения, которые использовались для этих расчетов, приведены в таблице 1 далее в этой статье). Для «постоянной температуры охлаждающей жидкости» предполагается, что температура охлаждающего воздуха равна температуре воздуха на входе по всей трубе. Для «Температуры охлаждающей жидкости в средней точке» предполагается, что средняя температура охлаждающей жидкости является средней точкой температур охлаждающей жидкости на входе и выходе (с использованием уравнения 2). Результаты «Эффективность-NTU» соответствуют использованию подхода теплообменника ε-NTU для расчета теплопередачи. На этом рисунке также показаны значения NTU, рассчитанные для условий, рассматриваемых в данном анализе.

Рис. 1. Расчетная теплоотдача к воздуху, протекающему по трубе

Из рис. площадь) или большой массовый расход, все три подхода предсказывают одинаковые значения теплопередачи. Но по мере увеличения длины трубы (NTU становится больше) возникает существенная ошибка, связанная с предположением, что температура охлаждающей жидкости остается постоянной. В конце концов, при достаточно большом NTU допущение о температуре в средней точке также демонстрирует возрастающую ошибку. Физически логично, что теплопередача в конечном итоге асимптотируется до фиксированного значения, когда трубка становится достаточно длинной, а температура охлаждающей жидкости приближается к температуре стенки; это поведение демонстрируется только расчетами с использованием метода Effectiveness-NTU.

Можно оценить, когда и нужен ли метод эффективности-NTU для точного расчета, сравнив теплопередачу, рассчитанную другими методами, с той, которая рассчитана с помощью ε-NTU. Определяя погрешность расчета как E = (Q-Q _ε-NTU )/ Q _ε-NTU , ошибка, связанная с допущением постоянной температуры охлаждающей жидкости, составляет: = (hA)/ ( ṁc _p ) = 1/( R _th ṁc _стр ).

Точно так же ошибка, связанная с использованием средней температуры охлаждающей жидкости, может быть рассчитана с использованием:

Эти два значения ошибки представлены на рисунке 2. Это показывает, что при достаточно высоком расходе или тепловом сопротивлении можно предположить, что температура расхода либо фиксирована, либо равна средней температуре. Однако при низких расходах эти допущения могут привести к значительным ошибкам.

Рис. 2. Сравнение погрешностей различных допущений по температуре охлаждающей жидкости

 

В таблице 1 приведены уравнения, которые можно использовать для определения теплопередачи (при известной температуре поверхности радиатора) или температуры радиатора (при известном рассеивании тепла) при различных подходах к учету адвективного теплового сопротивления. В этой таблице также показано, какое обратное NTU (тепловое сопротивление, умноженное на массовый расход теплоносителя, умноженное на его удельную теплоемкость), при котором расчет будет в пределах ~ 5% от правильного значения, рассчитанного с использованием метода NTU-эффективности.

Таблица 1. Уравнения теплопередачи и температуры поверхности для различных подходов к адвективному тепловому сопротивлению система охлаждается. Величина этого эффекта зависит от свойств теплоносителя (удельной теплоемкости), его расхода и теплового сопротивления охлаждаемой им системы. При малых расходах или высоком термическом сопротивлении допустимо считать, что температура охлаждающей жидкости остается постоянной, или использовать среднюю температуру охлаждающей жидкости. Однако подход NTU-эффективности, описанный здесь, должен быть применим к любой ситуации.

 

Ссылки

1. Росс Уилкоксон и Женевьева Мартин, «Вентиляторное охлаждение — Часть 1: определение скорости потока», Electronics Cooling Magazine, весна 2021 г., стр. 6–9

Расчет турбулентного потока генератор

Калькулятор числа Рейнольдса Smartflow предоставляется в качестве услуги сообществу специалистов по литью под давлением в виде простого в использовании онлайн-ресурса.

При разработке нашего калькулятора особое внимание уделялось расчету значений при повышенной температуре воды. Эта функция очень полезна для нашей отрасли, учитывая быстро растущее использование регуляторов температуры форм под давлением, работающих при температурах до 350°C (662°F).

Стандарт Метрическая система

Введите температуру воды:

Введите процентное содержание этиленгликоля:

0%10%20%30%40%50%60%

Использование этиленгликоля не рекомендуется при температуре выше 150° F/65°С. Подробную информацию см. в Руководстве пользователя.

Предупреждение: Эта комбинация температуры и концентрации этиленгликоля может привести к замерзанию при стандартном атмосферном давлении.

Предупреждение: При таком сочетании температуры и концентрации этиленгликоля возможно кипение при стандартном атмосферном давлении.

Предупреждение. Эта комбинация температуры и концентрации этиленгликоля приводит к ошибке, выходящей за допустимые пределы.

При температуре охлаждающей жидкости 212°F/100°C и концентрации этиленгликоля до 30% раствор подвергается кипению при нормальном атмосферном давлении.

Неверный выбор

Выберите поперечное сечение:

Круглое кольцо Прямоугольное Прямоугольное, 2 радиуса Прямоугольное, 4 радиуса Полукруглое с плоской перегородкой

Диаметр:

дюйма мм

Внутренний диаметр:

дюйма мм

Внешний диаметр:

дюйма мм

Высота:

дюйма мм

Ширина:

дюйма мм

Радиус:

дюймов мм

Номинальный размер заглушки:

1/16″ NPT1/8″ NPT1/4″ NPT3/8″ NPT1/2″ NPT3/4″ NPT1″ NPTM8 x .75М10 х 1,0М12 х 1,5М14 х 1,5М16 х 1,5

Размер сверла:

дюймов мм

Толщина перегородки:

дюймов мм

Нажмите здесь для таблицы сверления метчика NPT. здесь для BSP коснитесь схемы сверления.

Расход охлаждающей жидкости:

гал/мин л/мин

Введите число Рейнольдса:

Площадь поперечного сечения: нет данных кв. дюймы кв. мм

Смачиваемый периметр: нет данных дюймы мм

Гидравлический диаметр: нет данных дюймы мм

Классы Scientific Cooling Classes

---

Основы турбулентного потока

В системе охлаждения формы Турбулентный поток воды намного эффективнее отводит тепло, чем ламинарный поток. После того, как турбулентный поток достигнут, увеличение скорости потока дополнительно дает больше преимуществ в охлаждении, но с уменьшением скорости по сравнению со скоростью потока воды. График зависимости температуры стали от расхода охлаждающей жидкости иллюстрирует этот момент.

Часто операторы пресс-форм пытаются максимизировать поток воды через свои системы охлаждения, чтобы обеспечить турбулентный поток.