Thermodynamische Auslegung von gelöteten Plattenwärmeübertragern

Den richtigen Wärmeübertrager für jede Anwendung individuell auszulegen klingt nach einer komplizierten Aufgabe.

Die „VX Thermo Optimizer“-Software wurde von VAU Thermotech entwickelt, um Jedem die Möglichkeit zu geben, einen gelöteten Plattenwärmeübertrager der „VM“-, „VES“- und „EXEL“-Serien in nur wenigen Schritten optimal auszulegen.

Im Vergleich zu anderen Bauweisen bieten gelötete Plattenwärmeübertrager diverse Vorteile: Sie besitzen ein vorteilhaftes Kosten-Nutzen-Verhältnis und übertragen hohe thermische Leistungen bei geringem Platzbedarf. Daher werden sie auch in der Heizungs- und Gebäudetechnik häufig eingesetzt. Hierbei sind die typischen Anwendungsfälle Systemtrennungen (z.B. Heizkessel/Wärmepumpen und Verteilsystem), Frischwasserstationen und Fernwärme. Bei der Planung einer solchen Anlage sollte der Wärmeübertrager so ausgewählt werden, dass die Übertragung der gewünschten thermischen Leistung in allen Betriebsfällen (z.B. Teil- und Volllast) unter Berücksichtigung der maximal zulässigen Druckverluste gewährleistet wird.

Diese Auswahl erfolgt immer anhand einer thermischen und hydraulischen Berechnung, die extrem präzise sein muss, um eine unerwünschte Unter- oder Überdimensionierung zu vermeiden. Diese Berechnung stellt die Grundlage eines jeden Auslegungstools, wie beispielsweise des „VX Thermo Optimizer“ von VAU Thermotech, dar. Diese Software wurde speziell für die gelöteten Plattenwärmeübertrager der „VM“-, „VES“- und „EXEL“-Serien entwickelt, um auch Einsteigern eine unkomplizierte und zuverlässige Auswahl des richtigen Plattenwärmeübertragers innerhalb von wenigen Minuten zu ermöglichen.

Schritt 1: Parametereingabe

Im ersten Schritt werden die Fluide auf beiden Seiten durch eine „Dropdown“-Liste ausgewählt. In der Software-Datenbank sind alle herkömmlichen Fluide, wie Heizungswasser, Ethylen- und Propylenglykol, sowie Thermöle und über 95 Kältemittel gespeichert. Nachdem ein Fluid ausgewählt wurde, können dessen Stoffeigenschaften, wie Dichte, Viskosität und spezifische Wärmekapazität, durch Klicken auf die danebenstehenden blauen Infobuttons zu Kontrollzwecken angezeigt werden. Danach sind die gewünschten Ein- und Austrittstemperaturen auf beiden Seiten und maximal zulässige Druckverluste einzugeben. Sollten die eingegebenen Parameter nicht plausibel und/oder nicht empfohlen sein (z.B. Kreuztemperaturen), erhält der Anwender eine Fehlermeldung und einen entsprechenden Hinweis, wie der Fehler behoben werden kann.

Anschließend muss nur noch einer der folgenden Parameter eingegeben werden: thermische Leistung, Volumen- oder Massenstrom auf Primär- oder Sekundärseite. Die anderen vier Parameter werden automatisch berechnet und auf der Benutzeroberfläche angezeigt. Für erfahrene Benutzer gibt es den erweiterten Modus, der die Eingabe weiterer spezifischer Parameter, wie beispielsweise Fouling-Faktor und Betriebsdruck, ermöglicht. Zudem können dabei spezielle Konfigurationen, wie T-Modelle, ausgewählt werden. Sobald die Eingabemaske vollständig ausgefüllt wurde, kann die Auslegung gestartet werden.

Schritt 2: Auswahl und Konfiguration

Im ersten Schritt werden die Fluide auf beiden Seiten durch eine „Dropdown“-Liste ausgewählt. In der Software-Datenbank sind alle herkömmlichen Fluide, wie Heizungswasser, Ethylen- und Propylenglykol, sowie Thermöle und über 95 Kältemittel gespeichert. Nachdem ein Fluid ausgewählt wurde, können dessen Stoffeigenschaften, wie Dichte, Viskosität und spezifische Wärmekapazität, durch Klicken auf die danebenstehenden blauen Infobuttons zu Kontrollzwecken angezeigt werden. Danach sind die gewünschten Ein- und Austrittstemperaturen auf beiden Seiten und maximal zulässige Druckverluste einzugeben. Sollten die eingegebenen Parameter nicht plausibel und/oder nicht empfohlen sein (z.B. Kreuztemperaturen), erhält der Anwender eine Fehlermeldung und einen entsprechenden Hinweis, wie der Fehler behoben werden kann.

Anschließend muss nur noch einer der folgenden Parameter eingegeben werden: thermische Leistung, Volumen- oder Massenstrom auf Primär- oder Sekundärseite. Die anderen vier Parameter werden automatisch berechnet und auf der Benutzeroberfläche angezeigt. Für erfahrene Benutzer gibt es den erweiterten Modus, der die Eingabe weiterer spezifischer Parameter, wie beispielsweise Fouling-Faktor und Betriebsdruck, ermöglicht. Zudem können dabei spezielle Konfigurationen, wie T-Modelle, ausgewählt werden. Sobald die Eingabemaske vollständig ausgefüllt wurde, kann die Auslegung gestartet werden. !PAGEBREAK()PAGEBREAK!

Schritt 3: Anlegen und Ausgeben des technischen Datenblattes

Nachdem der Wärmeübertrager ausgelegt, ausgewählt und konfiguriert wurde, erfolgt das Ausfüllen der Maske für den Ausdruck des technischen Datenblattes. Hierbei können verschiedene Informationen, wie beispielweise Spezifikationsnummer, Position, Projektnamen und Referenz, eingegeben werden.

Zudem besteht die Möglichkeit, die detaillierten Auslegungsdaten auszublenden und das Datenblatt nur mit den geometrischen Spezifikationen zu erstellen. Abschließend wird eine zweiseitige PDF-Datei mit allen Daten und Parametern des vorher konfigurierten Plattenwärmeübertragers erzeugt und in dem vom Nutzer ausgewählten Ort gespeichert