Plattenwärmetauscher B3-23-20 - 90kW, 20 Platten

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Die mittlere Temperaturdifferenz eines Plattenwärmetauschers kann durch verschiedene Methoden berechnet werden, abhängig von der Art des Wärmetauschers und den spezifischen Bedingungen. Eine gängige Methode ist die Logarithmische mittlere Temperaturdifferenz. Hier ist, wie Sie sie berechnen können:

Formel für die Logarithmische mittlere Temperaturdifferenz

LMTD = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)

Variablen

• LMTD: logarithmische mittlere Temperaturdifferenz
• ΔT1: Temperaturdifferenz an einem Ende des Wärmetauschers
• ΔT2: Temperaturdifferenz am anderen Ende des Wärmetauschers

Beispiel

• Temperatur der heißen Flüssigkeit am Eingang (Th): 150 °C
• Temperatur der kalten Flüssigkeit am Eingang (Tc): 30 °C
• Temperatur der heißen Flüssigkeit am Ausgang (Th'): 80 °C
• Temperatur der kalten Flüssigkeit am Ausgang (Tc'): 60 °C

1. Berechnung von ΔT1 & ΔT2

ΔT1 = Th - Tc = 150 °C - 30 °C = 120 °C

ΔT2 = Th' - Tc' = 80 °C - 60 °C = 20 °C

2. Berechnung der mittleren Temperaturdifferenz

LMTD = (120 °C - 20 °C) / ln(120 °C / 20 °C)
LMTD ≈ 55.8 °C

Q = U * A * LMTD

• Q: Wärmestrom (W)
• U: Gesamtwärmeübergangskoeffizient (W/m²·K)
• A: Wärmeübertragungsfläche (m²)
• LMTD: logarithmische mittlere Temperaturdifferenz (K)

oder

Q = ṁ * cp * LMTD

• Q: Wärmestrom (W)
• ṁ: Massendurchflussrate (kg/s)
• cp: spezifische Wärmekapazität (J/kg·K)
• LMTD: logarithmische mittlere Temperaturdifferenz (K)

Gleich- und Gegenstromprinzip

Die übertragbare Wärmeenergie eines Plattenwärmetauschers wird nicht nur durch die Größe der Austauschfläche und die Wärmedurchgangszahl (k) bestimmt, sondern auch maßgeblich von den Flussrichtungen der beteiligten Medien beeinflusst. Wenn beide Medien im Plattenwärmetauscher in die gleiche Richtung fließen, spricht man vom Gleichstromprinzip. Fließen sie jedoch in entgegengesetzte Richtungen, handelt es sich um das Gegenstromprinzip.

Die Flussrichtung hat einen wesentlichen Einfluss auf die mittlere Temperaturdifferenz zwischen den Medien, die wiederum die Effizienz der Wärmeübertragung bestimmt.

Temperaturverlauf beim Gleichstromprinzip | Temperaturverlauf beim Gegenstromprinzip

Theoretische Betrachtung der Anschlussmöglichkeiten eines Plattenwärmetauschers:

In diesem Beispiel gehen wir von zwei Medien mit gleicher Wärmekapazität und gleichem Massenstrom aus.

• Medium 1: 80 °C
• Medium 2: 20 °C

Beim Gleichstromprinzip würde die maximale Temperatur, die für beide Medien erreicht werden kann, 50 °C betragen, was der Mischungstemperatur entspricht. Beim Gegenstromprinzip hingegen könnte Medium 2 eine Temperatur von bis zu 80 °C erreichen, während Medium 1 auf 20 °C abgekühlt werden kann.

Daraus folgt: Mit dem Gegenstromprinzip lässt sich bei gleicher Austauschfläche eine größere Wärmemenge übertragen.

Den passenden Plattenwärmetauscher zu finden, muss nicht kompliziert sein. Sollten Sie Fragen haben oder Unterstützung benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne weiter, das richtige Modell für Ihre Anforderungen zu wählen.