Hoe een wisselaar berekenen in 10 minuten?

24-06-2019

Hoe kan ik als klant weten of het voorstel van mijn leverancier aanleunt bij hetgeen mijn proces nodig heeft? Twee zaken dienen berekend te worden: het vermogen en het verwarmingsoppervlak. Hieronder een beknopte omschrijving hoe je dit zelf kan doen. Let op! Dit is een sterk vereenvoudigde en conservatieve berekening, bedoeld om snel een grootte-orde te bekomen. In werkelijkheid wordt rekening gehouden met een groter aantal parameters, zodat de uitkomst kan afwijken.

Vermogen P = Q x Cp x (T2-T1) x rho

Waarbij:
P = Vermogen in [J/s] of [W]
Q = debiet in [m³/s]
Cp = soortelijke warmte [J/kg.K]
T2 – T1 = temp aan inlaat ww – temp aan uitlaat ww [K]
Rho = massadichtheid in [kg/m³]

Ter controle kan deze berekening uitgevoerd worden voor zowel de koude als warme zijde waarbij uiteraard P1 = P2 moet zijn.

Verwarmingsoppervlak = P / (k x dTgem)

(Lees: hoeveel buisjes en welke lengte hebben we nodig?)

Met ‘k’ de thermische warmtegeleidingscoëfficiënt in [W/m².°C]
Enkele typische waarden voor factor k: (conservatief + dit zijn benaderingen!)
Stoom – water:    1000
Water – water:       700
Water – olie:           300
Stoom – olie:          500
Stoom – lucht:        25 à 150

dTgem = gemiddeld temperatuursverschil tussen koude en warme zijde [°C], zie rekenvoorbeeld

Een klein rekenvoorbeeld:
Stel: we willen 5 000 L warm water opwarmen van 70°C naar 90°C in 1u tijd. In onze afdeling hebben we verzadigde stoom ter beschikking van 5 barg (verzadigingstemperatuur = 159°C).
P = (5 x 1000 x 4,186 x 20)/3600 = 116 kW
dTgem = [(159-70) + (159-90)] / 2 = 79°C
V.O. = 116 000 / [(1000)*(79)] = 1,47 m²