Um die Wärmekapazität eines Wärmetauschers mit Spiralrohr zu berechnen, benötigen Sie eine Reihe von Daten, darunter die Geometrie des Rohrs und die thermischen Eigenschaften der Flüssigkeiten. Die Grundformel für die Wärmeübertragung lautet wie folgt:
Q = U · A · ΔT
Wodurch:
- Q = Wärmeleistung in Kilowatt (kW)
- U = Wärmedurchgangskoeffizient (W/m²·K)
- A = Wärmeaustauschfläche (m²)
- ΔT = Durchschnittliche Temperaturdifferenz (K)
Schritt 1: Bestimmen Sie die Wärmeaustauschfläche (A).
Die Oberfläche des Spiralrohres wird nach folgender Formel berechnet:
A = π · D · L
Wodurch:
- D = Außendurchmesser des Rohres (m)
- L = Gesamtlänge der Spirale (m)
Schritt 2: Wärmeübertragungskoeffizient (U)
Dies hängt von den Eigenschaften der Flüssigkeiten wie Viskosität, Dichte, spezifischer Wärme und Wärmeleitfähigkeit sowie von der Strömung (laminar oder turbulent) ab. Um dies festzustellen, sind detailliertere Informationen über die Flüssigkeiten und Durchflussraten erforderlich. Bei Wasser liegt dieser Wert zwischen 500 und 10.000 W/(m²K).
Schritt 3: Durchschnittliche Temperaturdifferenz (ΔT)
Dies ist der Unterschied zwischen den Temperaturen der beiden Flüssigkeiten. Wenn die Temperaturen schwanken, ist das möglich logarithmischer durchschnittlicher Temperaturunterschied werden verwendet:
ΔTlm = [(T1 - T2) - (T3 - T4)] / ln[(T1 - T2) / (T3 - T4)]
Wodurch:
- T1 en T2 = Eintritts- und Austrittstemperatur eines Mediums
- T3 en T4 = Eintritts- und Austrittstemperatur des anderen Mediums
Erforderliche Daten
- Außendurchmesser des Rohres (D)
- Gesamtlänge der Spirale (L)
- Wärmeübergangskoeffizient (U)
- Durchschnittlicher Temperaturunterschied (ΔT)
Beispielrechnung Wärmetauscher für Wärmepumpe
In diesem Beispiel berechnen wir die Wärmekapazität eines Wärmetauschers in einer Wärmepumpenanlage. Wir nutzen folgende Daten:
- Wärmeübergangskoeffizient (U) = 1500 W/m²·K (für Wasser)
- Außendurchmesser des Rohres (D) = 28 mm = 0,028 m
- Gesamtlänge des Rohres (L) = 20 m
- Temperaturunterschied (ΔT) = 5 K.
Schritt 1: Berechnen Sie die Wärmeaustauschfläche (A)
Die Oberfläche des Spiralrohres wird nach folgender Formel berechnet:
A = π · D · L
Eingabe der Werte:
A = π 0,028 m 20 m = 1,759 m²
Schritt 2: Berechnen Sie die Wärmeleistung (Q)
Verwenden Sie die Wärmeübertragungsformel:
Q = U · A · ΔT
Eingabe der Werte:
Q = 1500 W/m² K 1,759 m² 5 K
Ergebnis:
Q = 13.192,5 W ≈ 13,2 kW
Abschluss Buddhistische sprüche
Die Wärmekapazität dieses Wärmetauschers beträgt 13,2 kW. Sie gibt an, wie viel Wärme pro Sekunde bei der gegebenen Temperaturdifferenz von 5 K zwischen den Flüssigkeiten ausgetauscht werden kann.
Die obigen Berechnungen sind indikativ und basieren auf den oben genannten Annahmen. Daraus können keine Rechte abgeleitet werden.
