Toru läbipääsu arvutamine
PCB elektrooniline vaseliin töötab 38–42 kraadi juures ja temperatuuritaluvus on range. PTFE soojusvaheti peab andma 35 kW küttevõimsust, kasutades 2 bargi auru. Olemasolev paagiruum mahutab pooli jalajälje 1,2 meetrit korda 0,8 meetrit. Disaini küsimus: mitu toru läbib selle jalajälje vajaliku soojusülekande?
Torupiletid määravad kaks asja. Rohkem läbisõite suurendab toru kogupikkust ja pindala fikseeritud jalajälje piires. Kuid rohkem läbikäike suurendab ka auru{2}}külgrõhu langust ja muudab kondensaadi äravoolu keerulisemaks. Optimaalne läbipääsude arv tagab vajaliku soojusülekande ilma aururõhu eelarvet ületamata või äravooluprobleeme tekitamata.
Arvutusmeetod
Arvutamine toimub astmeliselt soojuskoormusest läbipääsuloenduseni.
Nõutav pindala on esikohal. Kui võimsus on 35 kW, aur on 133 kraadi, vann on 40 kraadi, LMTD on umbes 85 kraadi ja U-väärtus on 280 W/m²·K õhukese seinaga PTFE puhul, on nõutav pindala 35 000 / (280 × 82}}} m² {{1.
Toru pikkus tuleneb pindalast ja toru läbimõõdust. Kasutades 8 mm OD torusid, annab iga lineaarmeeter 0,0251 m² pinda. Nõutav kogupikkus on 1,47 / 0.0251=58.6 meetrit.
Läbipääsude arv jagab kogupikkuse iga läbimise pikkusega. Olemasolev 1,2-meetrine jalajälg võimaldab läbida umbes 1,1-meetrise aktiivse pikkusega läbipääsu. Iga läbipääs annab 1,1 m toru pikkuse. Nõutavad läbimised: 58,6 / 1.1=53.3, ümardatuna 54-ni.
Tabel 1: Toru läbipääsu arvutamine 35 kW elektrivaba vasest vannisoojendi jaoks
| Parameeter | Väärtus | Üksus |
|---|---|---|
| Soojusmaks | 35 | kW |
| Auru temperatuur (2 barg) | 133 | kraadi |
| Vanni temperatuur | 40 | kraadi |
| LMTD | 85 | kraadi |
| Kujunda U{0}}väärtus | 280 | W/m²·K |
| Nõutav pindala | 1.47 | m² |
| Toru OD | 8 | mm |
| Pindala lineaarmeetri kohta | 0.0251 | m²/m |
| Toru kogupikkus | 58.6 | m |
| Saadaval passi pikkus | 1.1 | m |
| Arvutatud pääsete arv | 54 | möödub |
| Soovitatav läbimiste arv (10% marginaaliga) | 60 | möödub |
Konfiguratsioon jalajälje piires
Kuuekümne läbipääsu jaoks 1,2 m × 0,8 m jalajäljega on vaja torud korraldada ridadeks ja veergudeks. Kui torud on paigutatud 25 mm kaugusele, et võimaldada lahuse voolamist nende vahel, mahutab 0,8 m laius 32 toru rea kohta. Kuuskümmend läbimist, mis on paigutatud 2 rida 30 toruga, mahub jalajälje sisse.
Neid kahte rida saab virnastada vertikaalselt kahe-tasandi ruudustikuna. Aur siseneb jaotuskollektorisse, voolab läbi 30 paralleelse toru ülemises reas, naaseb läbi 30 toru alumises reas ja koguneb kondensaadi kollektorisse. See ühekäiguline auruvool koos paralleelsete toruahelatega minimeerib rõhukadu, saavutades samal ajal vajaliku kogupikkuse.
Elektrivaba vase spetsiifilised piirangud
Elektrivabad vaskvannid kujutavad endast ainulaadseid küttekeha disainipiiranguid, mis ei ületa soojusarvutusi. Vann on termodünaamiliselt ebastabiilne. Liigne seinatemperatuur põhjustab vase spontaanse sadestumise küttekeha pinnale-sama plaadi-väljalaskeprobleem, mis hävitab metallist küttekehad.
PTFE kõrvaldab katalüütilise plaadistuse, kuid seina temperatuur on siiski oluline. Aurutemperatuuril üle 140 kraadi on lokaalne vanni lagunemine toru seina lähedal võimalik isegi ilma katalüütiliste pinnamõjudeta. Valitud 2 barg aur tagab 133 kraadise küllastustemperatuuri, hoides seina temperatuuri ohutult alla lagunemisläve.
Läbimiste arv mõjutab seda ohutusvaru. Liiga vähe käike suurendab auru kiirust ja rõhu langust, kuid ei muuda seina temperatuuri. Liiga palju läbikäike vähendab üksikute torude auruvoolu, mis võib põhjustada kondensaadi ebaühtlast äravoolu ja külmade kohtade teket. Arvutatud 60-käiguline konfiguratsioon tagab tasakaalustatud voolujaotuse.
Kondensaadi äravool mitmel{0}}käigulisel konstruktsioonil
Mitme toru läbimine nõuab igast läbipääsust korralikku kondensaadi äravoolu. Kinnijäänud kondensaat vähendab efektiivset soojusülekande pindala ja tekitab veehaamri ohtu. Iga käik peab kalduma allapoole kondensaadi kogumiskollektori suunas.
60-passiga kahe-astme konfiguratsiooni korral voolab alumine rida loomulikult päisesse. Ülemine rida nõuab tugikonstruktsiooni sisseehitatud väikest kallet. Aurupüüdurid, mille suurus vastab kogu kondensaadikoormusele täistööl, viivad lõpule drenaažiprojekti. Ujuv-ja-termostaatpüüdurid on eelistatud reguleeritava temperatuuriga elektrivabade vannide kondensaadikoormuse moduleerimiseks.
Kokkuvõte
Elektrooniliste vaskvannide PTFE-soojusvaheti torude läbipääsude arvutamisel arvestatakse soojusvõimsust pinna pindalalt toru pikkuseni. 35 kW näide annab 60 läbipääsu 8 mm OD torust, mis on paigutatud kahetasandilisse võrgustikku 1,2 m × 0,8 m jalajäljega.
Elektrivaba vase keemia lisab seina temperatuuripiiranguid, mis mõjutavad aururõhu valikut. PTFE-materjal välistab katalüütilise plaadi{1}}väljavoolu. Kondensaadi äravoolu õige konstruktsioon tagab, et iga läbimine aitab täielikult kaasa soojusülekandele.
PCB elektrooniline vaskliini PTFE soojusvaheti suuruse tehniline analüüs on saadaval vanni mahu, töötemperatuuri, kütte{0}}soojendamisaja, saadaoleva aururõhu, paagi mõõtmete ja küttekeha praeguste toimivusandmete esitamisel.
