Comment utiliser la calculatrice de zone de transfert de chaleur et de débit d'eau de refroidissement par condenseur à tubes et à coquille industrielle
- Entrez le type de fluide réfrigérant et ajustez les options au besoin.
- Exécutez l'outil et inspectez ses résultats, ses preuves et ses limites.
- Copier ou télécharger le résultat, puis le vérifier par rapport au site Web, aux données sources ou aux dossiers commerciaux réels.
Essayez un exemple concret
Dans une centrale de refroidissement et un groupe de réfrigération chimique, la charge de refroidissement de l'évaporateur est 350 kW, la puissance du compresseur à vis semi-hermétique est 85 kW, en utilisant R134a Dans des conditions de conception estivale, la température de condensation saturée est 40.0 °C, avec l'eau de la tour de refroidissement ouverte entrant à 30.0 °C et de partir à 35.0 °C (delta Tw = 5.0 °C), en utilisant 19.05 mm (3/4 in) Tubes en cuivre à faible teneur en fin: les calculs donnent un droit total de rejet de chaleur de 435.0 kW (123.7 tonnes de réfrigération RT). Le débit de circulation d'eau de refroidissement nécessaire est 74.8 m³/h (329 GPM). Contre-courant LMTD est 7.2 °C. Avec un U-valeur de 1350 W/m²·K, la zone de transfert de chaleur extérieure requise est 44.7 m². Configuré avec 3.0 m longueur du tube, 250 des tubes sont nécessaires, avec des buses d'eau recommandées DN100 / DN125 maintenir la vitesse du fluide à l'intérieur de la vitesse optimale 1.8 à 2.2 m/s portée.
Comment interpréter les résultats
Les condensateurs refroidis à l'eau et à l'eau en cuve industrielle représentent la technologie de rejet de chaleur la plus fiable pour les refroidisseurs centrifuges et à vis, les pompes à chaleur et les installations de réfrigération des raffineries. Le réservoir à pression comprend une enveloppe cylindrique en acier au carbone, des plaques de tubes fixes, des caisses d'eau amovibles et des faisceaux horizontaux en cuivre ou en tube inoxydable. La vapeur de réfrigérant surchauffée à haute pression pénètre le côté de la coque depuis le haut, se condensant contre la surface extérieure des tubes refroidis à l'eau dans un liquide sous-refroidi qui s'écoule de la buse du liquide inférieur dans des réservoirs récepteurs. Pendant ce temps, la tour de refroidissement ou l'eau souterraine circule à l'intérieur des tubes. Comme les systèmes refroidis à l'eau rejettent la chaleur à des températures humides (bien plus froides que celles de l'été), ils permettent d'obtenir des rendements de la COP beaucoup plus élevés. Bilan thermique de la plage d'eau de refroidissement (4 à 6°C), contre-écoulement LMTD, vitesse du tube et résistances à l'encrassement TEMA.
Foire aux questions
Quels sont les avantages décisifs des condenseurs refroidis par l'eau en coque et en tube sur les condenseurs refroidis par l'air en grande réfrigération industrielle?
Premièrement, des températures de condensation plus basses et une COP supérieure : la condensation refroidie à l'air dépend des températures de l'été à l'état sec (souvent de 38 à 45 °C), tandis que le refroidissement de l'eau approche des températures extérieures à l'état humide (28 à 32 °C). Chaque réduction de 1°C de la température de condensation réduit la puissance du compresseur de 2% à 3%, améliorant ainsi la COP globale de 20% à 40%. Deuxièmement, l'extrême compacité: l'eau liquide possède 4 fois la chaleur spécifique et 800 fois la densité de l'air; pour un rejet de chaleur de 1000 kW, un échangeur shell-and-tube est inférieur à 1/5 l'empreinte des réseaux de condenseurs refroidis à l'air. Troisièmement, calme acoustique et longévité : élimine le bruit des ventilateurs axiaux géants et abrite les tubes d'échange de chaleur à l'intérieur, loin des UV, de la pluie et des tempêtes de sable.
Pourquoi la vitesse du tube de refroidissement doit-elle être strictement limitée entre 1,5 et 2,5 m/s dans les condenseurs à réservoir et à tube?
La vitesse de l'eau côté tube équilibre la convection thermique contre l'érosion mécanique : Premièrement, le seuil inférieur (> 1,2 m/s) : les gouttes d'eau lentes Reynolds chiffres dans les zones laminaires ou de transition, en coupant le coefficient convectif de transfert de chaleur côté eau ; en outre, le limon, les algues, et les solides suspendus des tours de refroidissement ouvertes se déposent le long des invertis du tube, formant une échelle isolante. Deuxièmement, seuil supérieur (< 2,5 m/s): le cuivre est ductile, et une vitesse excessive déclenche l'usure de la corrosion, en particulier l'amincissement de l'impingement en fer à cheval à moins de 100 mm des entrées de tôle de tube qui risque une perforation catastrophique de la paroi de tube; en outre, les balances hydrauliques de perte de tête quadratiquement avec la vitesse, gonflent les exigences de pompage kilowatt.
Pourquoi la cote de transfert de chaleur doit-elle inclure strictement un facteur de résistance à l'encrassement (facteur d'encrassement)?
Bien que le cuivre métallique présente une conductivité thermique énorme, l'eau de la tour de refroidissement ouverte précipite l'échelle de carbonate de calcium et la slim biologique sur les parois des tubes chauds. 0.3 mm impose une résistance thermique équivalente à des dizaines de millimètres de cuivre solide ! TEMA et AHRI spécifications, la cote doit inclure une Rf = 0.000172 m²·K/W. Sans cette marge, les refroidisseurs subiront des alarmes de pression de tête à condensation élevée et des sorties de compresseur dans les semaines suivant la mise en service.
Pourquoi les vannes de purge de gaz non condensables et les chicanes d'impingement sont-elles essentielles dans les condenseurs à enveloppe et à tube?
Tout d'abord, Impingement Baffles : un réfrigérant chaud déchargé des compresseurs à vis se déplace à 15 à 25 m/s en charge de gouttelettes d'huile; un impact direct au jet provoquerait de graves vibrations du tube induites par l'écoulement et une perforation mécanique de fatigue, nécessitant une plaque d'impingement en acier au carbone courbée directement sous la buse d'entrée. Deuxièmement, les vannes de purge pour non-condensables : trace d'air ou d'azote piégé lors de l'entretien des couvertures des surfaces extérieures du tube avec un film de gaz isolant, condensation de vapeur d'étouffement et pression de la tête d'épistage par des dizaines de kilopascals; les raccords de purge situés au quadrant de coque le plus élevé permettent l'aération périodique.