좋아, 여러분! 현장에서 수년간의 경험을 가진 열교환 기 공급 업체로서, 나는 지열 시스템을 위해 열교환 기의 크기를 줄이기 위해 당신을 안내합니다. 지열 설정의 효율성을 만들거나 깨뜨릴 수있는 중요한 단계이므로 바로 다이빙합시다.
올바른 크기가 중요한 이유
우선, 왜 열 교환기를 크기에 크기를 조정 하는가? 열교환 기가 너무 작 으면 지열 유체와 시스템이 작동하는 유체 사이에서 충분한 열을 전달할 수 없습니다. 그것은 당신의 지열 시스템이 필요하지 않으며, 더 높은 에너지 요금과 공간에서 편안함이 줄어들게 될 것임을 의미합니다. 반대로, 너무 크면 실제로 필요한 것보다 더 큰 단위에 돈을 낭비하고 효율적으로 작동하지 않을 수 있습니다. 따라서 크기를 올바르게 얻는 것이 성능을 극대화하고 장기적으로 일부 비용을 절약하는 데 중요합니다.
기본을 모으십시오
가장 먼저해야 할 일은 지열 시스템에 대한 기본 정보를 수집하는 것입니다. 가열하거나 식히려고하는 건물이나 과정의 열 부하를 알아야합니다. 여기에는 겨울에 얼마나 많은 열이 손실되거나 여름에 얻을 수 있는지 계산하는 것이 포함됩니다. 건물의 단열, 창문 수 및 지역 기후와 같은 요인은 모두이 열 하중을 결정하는 데 중요한 역할을합니다.
또한 관련된 유체의 유량과 온도 차이를 알아야합니다. 일반적으로 지하 파이프를 통해 순환하는 지열 유체의 경우 유량과 열교환 기에 들어가서 나가는 온도를 찾아야합니다. 난방 또는 냉각 시스템의 물이나 냉매와 같이 열교환 기의 반대편에있는 작동 유체도 마찬가지입니다.
열교환 기의 유형
우리가 크기의 거친 크기에 들어가기 전에, 지열 시스템에서 일반적으로 사용되는 열교환 기의 유형에 대해 조금 이야기합시다.
- 열교환기를 스프레이하십시오: a열교환기를 스프레이하십시오경우에 따라 훌륭한 옵션입니다. 그것은 유체 중 하나를 표면 위에 뿌려서 작동하는 반면 다른 유체는 열을 전달하기 위해 과거에 흐릅니다. 우수한 열 전달 효율을 제공 할 수 있으며 설계에서 비교적 간단합니다.
- 플레이트 열교환 기:플레이트 열교환 기매우 인기가 있습니다. 그것은 그들 사이에 유체 채널이있는 일련의 플레이트로 구성됩니다. 이 설계는 소형 공간에서 열 전달을위한 넓은 표면적을 제공하므로 많은 지열 응용 분야에 매우 효율적이고 적합합니다.
- 이중 튜브 플레이트 열교환 기: 유체 혼합에 대한 추가 보호 층이 필요한 더 까다로운 응용 프로그램은이중 튜브 플레이트 열교환 기확실한 선택입니다. 두 유체를보다 단단히 분리하는 이중 튜브 플레이트가 있습니다.
사이징 계산
이제 사이징 계산에 들어가자. 열 전달의 기본 방정식은 다음과 같습니다.
$ q = u * a * \ delta t_ {lm} $
어디:
- $ q $는 열 전달 속도입니다 (즉, 우리가 앞서 이야기 한 열 하중, 일반적으로 와트 또는 영국 열 단위 -BTU/HR)로 측정).
- $ u $는 전체 열 전달 계수입니다. 이 값은 열교환 기의 유형, 관련된 유체 및 흐름 패턴에 따라 다릅니다. 일반적으로 엔지니어링 핸드북에서 찾거나 테스트를 통해 결정할 수 있습니다.
- $ a $는 열 전달 표면적이며, 이것이 우리가 알아 내려고하는 것입니다.
- $ \ delta t_ {lm} $는 로그 평균 온도 차이입니다. 그것은 열교환 기의 입구와 출구의 두 유체 사이의 온도 차이를 고려합니다.
영역 $ a $를 찾으려면 다음 방정식을 다시 정렬 할 수 있습니다.
$ a = \ frac {q} {u * \ delta t_ {lm}} $
$ \ delta t_ {lm} $를 계산하는 방법을 세분화합시다. 뜨거운 유체 ($ t_ {h1} $ 및 $ t_ {h2} $)와 차가운 유체 ($ t_ {c1} $ 및 $ t_ {c2} $)의 입구 및 출구 온도를 알고 있다면 $ \ delta t_ {lm} $의 공식은 다음과 같습니다.
$ \ delta t_ {lm} = \ frac {\ delta t_1- \ delta t_2} {\ ln (\ frac {\ delta t_1} {\ delta t_2})} $
여기서 $ \ delta t_1 = t_ {h1} -t_ {c2} $ 및 $ \ delta t_2 = t_ {h2} -t_ {c1} $
다른 고려 사항
지열 시스템을 위해 열교환기를 크기를 조정할 때 명심해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.
- 파울 링 요인: 시간이 지남에 따라 먼지, 스케일 및 기타 퇴적물이 열 전달 표면에 쌓여 열교환 기의 효율을 줄일 수 있습니다. 계산에 파울 링 계수를 추가하여이를 설명해야합니다. 파울 링 계수는 열 전달에 대한 추가 저항이며 유체 유형 및 작동 조건에 따라 다를 수 있습니다.
- 압력 강하: 또한 열 교환기의 압력 강하가 허용 가능한 범위 내에 있는지 확인하려고합니다. 압력 강하가 너무 높으면 유체를 순환하는 펌프의 에너지 소비를 증가시킬 수 있습니다. 따라서 압력 강하를 점검하기 위해 열교환 기의 설계 또는 크기를 조정해야 할 수도 있습니다.
디자인 마무리
필요한 열전달 영역을 계산하고 다른 모든 요소를 고려한 후에는 열교환 기 제조업체와 협력하여 올바른 모델을 선택할 수 있습니다. 우리 회사에는 특정 요구 사항을 충족하도록 사용자 정의 할 수있는 광범위한 열교환 기가 있습니다.
크기 조열 과정에 대해 확신이 없거나 지열 시스템에 가장 적합한 열교환 기에 대해 궁금한 점이 있으면 주저하지 마십시오. 우리의 전문가 팀은 모든 단계에서 당신을 돕기 위해 여기에 있습니다. 대규모 지열 프로젝트에서 일하는 계약자이든 집에 지열 난방 및 냉각 시스템을 설치하려는 주택 소유자이든, 우리는 귀하를 지원할 지식과 제품이 있습니다. 지열 설정을위한 완벽한 열 교환기 구매에 대한 대화를 시작하려면 저희에게 연락하십시오.
참조
- Acropera, Frank P., et al. "열과 질량 전달의 기초." Wiley, 2019.
- Perry, Robert H. 및 Don W. Green. "Perry의 화학 엔지니어 핸드북." McGraw -Hill Education, 2007.
