冷板换选型时的压降大小如何确定?
小眼睛的柳树
2024年03月04日 14:31:54
只看楼主

在板式换热器设计选型时,图纸上往往给出的参数有: 〇  换热量 〇  一次侧供回水温度 〇  二次侧供回水温度 〇  一次侧压降 〇  二次侧压降 〇  污垢系数 〇  承压 〇  材质


在板式换热器设计选型时,图纸上往往给出的参数有:


〇  换热量

〇  一次侧供回水温度

〇  二次侧供回水温度

〇  一次侧压降

〇  二次侧压降

〇  污垢系数

〇  承压

〇  材质


我觉得只写这些是对的,该控制的都控制了,剩下选型的事情交给厂家去做了,因为板片流道不同、板片内流速不同,对数温差不同,污垢系数不同,板换的传热系统也不一样,从而导致不同的品牌最终选出来的结果均不同,而设计师无法按照某特定的传热系数去计算一个板换的面积,让厂家去按照板换面积供货。


对于板换的压降要求,往往设计师只是注意到对系统阻力的影响,也就是选择水泵,再专业点还涉及到控制阀门的选择, 不过今天机电人脉在这要谈的是大家可能忽略的一个问题,就是压降对板换传热系数及板片面积的影响,探讨一下如何选择才合理。


我们今天以不同压降的冷板为例,来看看压降对板片面积的影响,其它的参数设定值如下(不变)。


换热量:1000KW

一次侧供回水温度:6/12℃

二次侧供回水温度:7/13℃

污垢系数:0.018m2*℃/KW(软件填写计算后恢复到0了)

换材质用:SS304,板厚0.6mm。


一般冷板的压降在50KPa~100KPa,我们分别以50KPa与100KPa来计算一下压降对板片面积的变化(借助 IES厂商AHRI认证的选型 专业软件 )。


首先,我们来看大家比较熟悉的板换压降选型对水泵扬程 (能耗) 的影响:


根据《全面水力平衡暖通空调水力系统设计与应用手册》资料P115,研究结论, 在设计流量下,控制阀全开时的压力降,至少须等于阀门所在局部回路总资用压差的一半。


也可以理解说回路上阻力越大,阀门的阻力也会越大。


那么, 按上述两种压降,两种选型最终会导致水泵扬程至少相差5m,如果按上述选阀门的话要差的更大。


从国家现行的节能规范《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015上我们可以看到二级泵分区阻力差就是5m,理由就是水泵功率会跳档:



所以说板换100KPa压降的选型相对于50KPa压降的会导致水系统水泵 选型的功率增加一档,必然会增加系统运行能耗。


所以大家都会有这样一个直觉:


选择的板换压降越大,系统阻力也越大,系统水泵扬程和运行能耗就越大;

选择的板换压降越小,系统阻力小了,系统水泵扬程和运行能耗也就降下来了。


接下来,我们再来看看 板换压降选型对板换面积(成本)的影响:

我们用50KPa来做个选型计算(富裕量暂都不考虑):


50KPa压降-工况参数设定

50KPa压降-热力选型计算结果


我们看到,这种工况下选出来的:

K值为:3670W/m2.℃,板换面积是:272m2.


我们再用100KPa来做个选型计算:


100KPa压降-工况参数设定

100KPa压降-热力选型计算结果


我们看到 ,这种工况下选出来的:


K值为:4771W/m2.℃,板换面积是:209m2. 相对于50KPa压降的板换, 选出的是同一个型号(AIR231)的板换,但K值增加了,面积减小了63m2。


那我们能不能根据板换压降不同得出, 得出这样一个相对的结论呢?


1、压降越大,换热器的传热系数K越大,换热面积越小,成本越低;

2、压降越小,换热器的传热系数K越小,换热面积越大,成本越低。


在设计当中,不需要我们在参数表中去提供板换的面积,所以往往忽略板换压降对造价的思考,据说某机电顾问公司在板换招标的时候一般都要求将其卡在50KPa。


从上述的分析我们可以看出,而且一贯项是注重前期成本投入, 并不是要求板换的压降越小越好,同样也不是越大越好,其实这里应该存在寿命周期内一个回收期的问题,算下去有点复杂了,有兴趣的朋友可以找资料进一步研究一下。

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