Проектирование системы теплоносителя: простое и сложное

Управление тепловым потоком в системе теплоносителей имеет решающее значение для обеспечения точного контроля температуры технологических жидкостей и защиты задействованного оборудования.

В системе с огневым нагревателем неправильный поток может привести к повреждению нагревательных змеевиков внутри нагревателя или к быстрой деградации теплоносителя. Чтобы предотвратить повреждение системы, она должна быть спроектирована так, чтобы поддерживать постоянный поток через нагреватель во время работы. Некоторые из этих конструкций проиллюстрированы на прилагаемых диаграммах.

Технологической жидкостью может быть жидкость любого типа, для производства которой требуется тепло, включая химические соединения, жидкий асфальт, жидкий полимер, воск, отстой, кулинарное масло, сырую нефть, СПГ и т.д.

При технологическом нагреве вы можете нагревать технологическую жидкость напрямую или косвенно с помощью огневого или электрического нагревателя. При непрямом нагреве используется теплоноситель (также называемый жидким теплоносителем), например масло, синтетическое масло и водный гликоль. Тепловая жидкость нагревается нагревателем, который затем циркулирует через нагревательные змеевики, теплообменник или сосуд с рубашкой для нагрева технологической жидкости. Косвенный метод представляет собой систему с замкнутым контуром, то есть теплоноситель, выходящий из нагревателя, возвращается и непрерывно проходит через контур.

При проектировании системы отопления для обеспечения правильного потока и теплопередачи следует учитывать несколько факторов. В случае сосудов, содержащих технологические жидкости, называемые «пользователями», следует учитывать следующие факторы.

Во-первых, скольким пользователям потребуется тепло? У вас может быть один обогреватель, который сможет обеспечить обогревом нескольких пользователей. Размер нагревателя должен быть выбран с учетом потерь тепла среди всех пользователей и скорости потока в зависимости от конструкции системы.

Далее, будут ли пользователи работать одновременно? Если пользователи работают одновременно, обогреватель должен быть больше, тогда как, если одновременно работает только один пользователь, обогреватель может быть рассчитан на пользователя, которому требуется наибольшая нагрузка.

Кроме того, нужна ли пользователям одинаковая температура теплоносителя? Система может быть разработана для пользователей, которым необходима одинаковая температура теплоносителя или несколько температур одновременно.

Нужно ли охлаждать какой-либо из процессов? Некоторым технологическим жидкостям может потребоваться охлаждение после нагрева. Это можно сделать естественным путем со временем или быстрее с помощью дополнительного обменника.

В какие сроки должны произойти эти процессы? Некоторым пользователям может потребоваться постоянный источник тепла, в то время как другим тепло может потребоваться только в течение относительно короткого периода времени. Некоторым пользователям может потребоваться быстрый нагрев. Чем быстрее нагрев, тем больше размер обогревателя.

Контуры терможидкости контролируются с помощью ряда клапанов (обычно модулирующих клапанов), температурных элементов и датчиков давления для управления потоком и поддержания точных температур. Клапаны обычно автоматизированы и работают совместно с элементами управления нагревателем, чтобы обеспечить достижение нужной температуры для каждого пользователя. Когда пользователи достигают желаемой температуры, используются байпасные трубы и клапаны, чтобы гарантировать, что через нагреватель проходит правильный поток, а также поддерживать температуру пользователей.

Когда один нагреватель используется для обогрева нескольких пользователей, пользователи будут располагаться либо последовательно, либо параллельно. При последовательном подключении используется один насос для поддержания потока между всеми пользователями и нагревателем. Расход, измеряемый в галлонах в минуту (галлонов в минуту), одинаков для всех пользователей и обогревателя. Параллельно для распределения потока по каждой пользовательской линии используется один или несколько насосов. Для поддержания потока в нагревателе иногда используется дополнительный циркуляционный насос. Преимущество параллельной конструкции заключается в том, что теплоноситель приближается к каждому пользователю с одинаковой температурой, по сравнению с последовательной конструкцией происходит потеря тепла для каждого пользователя, и последующие пользователи будут иметь более низкую температуру подхода. Вы можете использовать комбинацию параллельных и последовательных систем.

Однолинейные системы

Однолинейные системы с терможидкостью представляют собой самый простой тип систем, но они все же могут быть весьма универсальными. Обычно для перемещения теплоносителя по всей системе используется один циркуляционный насос. В системе этого типа может быть один или несколько пользователей. Один пользователь может иметь одну зону нагрева (рис. 1) или несколько зон (рис. 2). Благодаря нескольким зонам можно нагревать разные объемы продукта, не нагревая при этом весь резервуар.