Probleme bezüglich des Verbrauchs an Kühlmittelwasser sowie der Temperatur am Ausgang des Kühlmittelwassers
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Schlauchgehäuse-Wärmeübertrager zur Kühlung von komprimierter Luft mit einem Volumenstrom von 300 Nm³/min (Arbeitsdruck 0,7 MPaG) mithilfe von Kühlmittel bei 32 °C. Die Temperatur der Luft soll von 140 °C auf 40 °C gesenkt werden. Es ist notwendig, die Menge des benötigten Kühlmittels zu berechnen. Meine Frage ist: Die Temperatur am Ausgang des Kühlmittels wird nicht angegeben. Wie wird die Temperatur am Ausgang des Kühlmittels in der Regel bestimmt? Prozess festgelegt? Wir haben hier keine Prozessvorgaben. . Ist es sicher, dass bei der Verwendung in einer bestimmten Fabrik die gesamte Anlage feste Werte für die Temperatur des zurückfließenden Kühlmittels sowie den Druckabfall hat? Es ist einfacher, wenn die Fabrik eine festgelegte Rückwassertemperatur hat. Und wenn nicht, wie wird dann die Einstellung der üblichen Ausgangstemperatur des Kühlmittels festgelegt? Die Ausgangstemperatur des Kühlmittels wird anhand der Wärmebilanz bestimmt, wodurch die Menge des benötigten Kühlmittels leicht berechnet werden kann. PS: Die Fragen sind ziemlich unübersichtlich, bitte entschuldigen Sie.
Für die Temperaturerhöhung des Kühlmittels wird in der Regel ein Wert von 8 Grad gewählt.
Hängt diese Temperaturerhöhung mit dem Einlass des Kühlmittels zusammen? Zum Beispiel: Wenn die Kühlwasserzufuhr 22 °C beträgt, liegt dann die Temperatur am Ausgang immer noch bei einem Anstieg von 8 °C? Auf welcher Grundlage wird diese Temperaturerhöhung von etwa 8 °C ermittelt? Warum nicht 12 oder andere Zahlen?
Das ist eine vollständige Wärmeaustauschberechnung. Die von Ihnen beschriebenen Umstände und die gestellten Fragen sind tatsächlich ziemlich unübersichtlich. Unter der Voraussetzung, dass die komprimierte Luft auf 40 Grad abgekühlt wird, hängt die Temperatur am Ausgang des Kühlmittels davon ab, ob das kühle Fluid (Kühlmittel) und das heiße Fluid (komprimierte Luft) gegen den Strom zueinander fließen oder mit dem Strom. Theoretisch muss die Temperatur am Auslass des Kühlmittels bei Strom in Richtung Strömungsrichtung unbedingt 40 Grad oder weniger betragen. Wenn es sich um einen Rückfluss handelt, kann die Ausgangstemperatur des Kühlmittels sehr hoch sein – sogar über 140 Grad (dann wird es zu Wasserdampf). Das sind alles extreme Zustände. Tatsächlich soll bei der Konstruktion eines Wärmetauschers ein optimaler und wirtschaftlichster Ergebnis erzielt werden. Wir können keinen sehr großen Wärmetauscher entwerfen, der mit möglichst wenig Kühlmittel die Komprimierluft kühlen kann. Daher können bei der Gestaltung je nach Situation einige Parameter festgelegt werden, um Berechnungen durchzuführen und so die optimale Lösung zu erzielen. Bei Rohrgehäuse-Wärmeaustauschern muss zunächst festgelegt werden, welches Medium durch die Rohre fließt und welches durch das Gehäuse. Zudem muss geprüft werden, ob die Fließgeschwindigkeit angemessen ist. Anschließend wird der Wärmeübergangskoeffizient geschätzt und die Temperaturdifferenz festgelegt, um die erforderliche Fläche des Wärmeaustauschers zu berechnen. Nach meiner Erfahrung sollte bei einem Gegenstrombetrieb eine Temperatur am Auslass des Kühlmittels von 60 Grad in der Regel kein Problem darstellen. Bei einem Vorstrombetrieb sollte die Temperatur idealerweise unter 38 Grad liegen. Zur Information.
Oben wurde vermutlich kein ähnlicher Entwurf für einen Nachkühler für Luftkompressoren entwickelt. Man kann sagen, dass die Temperatur des abgegebenen Wassers von den Anforderungen der Prozesse flussabwärts vom Kühlmittel abhängt. Wenn es sich nicht um einen Prozess zur Wiederverwendung von Abwärme handelt, sondern das Wasser lediglich in die Kühlturbinen zurückgeführt wird, dann wird empfohlen, dass die Temperatur des abgegebenen Wassers bei etwa 40 Grad liegt – auf keinen Fall über 42 Grad. Für herkömmliche Shell-and-Tube-Wärmeübertrager reicht es aus, die Anlage bei einer Ausgangstemperatur von 38–40 Grad zu dimensionieren. Für Wärmeaustauscher mit effizienten Wärmeübertragungselementen, wie z. B. Wärmeaustauscher mit innenliegenden Fächern, plane ich in der Regel mit 40–42 Grad. Während des tatsächlichen Betriebs ist der Temperaturunterschied zwischen Ein- und Auslass des Kühlmittels höher als die im Design vorgesehene Wert – in der Regel zwischen 10 und 15 Grad. Deshalb wurden sie von der frühen Wirtschafts- und Handelskommission zu den **ersten wassersparenden Produkten** gezählt. Schließlich, wenn die Last auf der Gasseite festgelegt ist und die Temperaturdifferenz auf der Wasserebene festgelegt ist, kann man die Menge des Wassers berechnen.