Обновлено: 14 марта 2026 г.

Расчет теплообменника онлайн

Подбор теплообменного аппарата для систем отопления, горячего водоснабжения (ГВС), вентиляции или технологических процессов требует точного сведения теплового баланса. Ошибка в вычислениях приводит либо к нехватке мощности в пиковые нагрузки, либо к неоправданным затратам на избыточное оборудование с высоким гидравлическим сопротивлением.

Интерактивный инструмент позволяет быстро свести баланс между греющим и нагреваемым контурами, опираясь на фундаментальные законы термодинамики.

Инструмент определяет ключевые параметры теплопередачи на основе заданных граничных условий. Расчет учитывает тепловую нагрузку системы, тип теплоносителя (удельная теплоемкость и плотность), а также температурные графики по обоим контурам. Результатом вычислений выступают требуемая площадь теплообмена, массовый и объемный расход сред, а также среднелогарифмический температурный напор (LMTD). Базовые настройки предполагают противоточную схему движения жидкостей как наиболее эффективную в теплотехнике.

Дисклеймер: результаты онлайн-расчета являются оценочными. Для заказа оборудования в промышленные объекты требуется поверочный расчет в специализированном ПО производителя с учетом профиля и толщины конкретных пластин.

Базовые данные для проектирования

Для определения характеристик теплообменника необходимо собрать исходные данные по двум физическим контурам. Греющая сторона маркируется индексом 1 (первичный контур), нагреваемая – индексом 2 (вторичный контур).

Минимальный набор параметров включает:

• Тепловую нагрузку (Q): измеряется в киловаттах (кВт) или гигакалориях в час (Гкал/ч). Это количество энергии, которое нужно передать.
• Температурный график греющей стороны: температура жидкости на входе (T11) и на выходе (T12).
• Температурный график нагреваемой стороны: температура жидкости на входе (T21) и требуемая температура на выходе (T22).
• Свойства теплоносителя: вода, пар, растворы гликолей или масла. От этого зависит удельная теплоемкость (C) и коэффициент теплопередачи.

Закон сохранения энергии диктует, что мощность, отдаваемая горячим контуром, равна мощности, получаемой холодным (потерями через корпус аппарата в расчетах обычно пренебрегают, так как они составляют менее 1%).

Расчет площади теплообмена: основные формулы

Центральная задача при подборе теплообменника – найти необходимую площадь поверхности (F). Она вычисляется по основному уравнению теплопередачи:

F = Q / (k × ΔTср)

Где:

• Q – тепловая мощность, Вт.
• k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К). Зависит от конструкции аппарата и вязкости жидкостей.
• ΔTср – среднелогарифмический температурный напор, °C.

Вычисление среднелогарифмического напора (LMTD)

Обычное среднее арифметическое температур здесь не работает, так как разница температур между средами меняется нелинейно по мере их движения внутри аппарата. LMTD точно описывает эту движущую силу теплопередачи.

Для противоточной схемы расчет строится на двух разностях:

• ΔTбо́льшая = T11 (вход горячей) − T22 (выход холодной)
• ΔTме́ньшая = T12 (выход горячей) − T21 (вход холодной)

Формула LMTD выглядит так: ΔTср = (ΔTбо́льшая - ΔTме́ньшая) / ln(ΔTбо́льшая / ΔTме́ньшая)

Чем выше значение LMTD, тем меньше требуется площадь теплообмена, а значит, аппарат будет компактнее и дешевле.

Определение расхода теплоносителя

Если известна требуемая тепловая мощность и заданы температуры, можно вычислить массовый расход (G, кг/с) для любого из контуров:

G = Q / (c × ΔT)

Где:

• c – удельная массовая теплоемкость жидкости, Дж/(кг·К). Для воды при комнатной температуре это значение равно примерно 4180 Дж/(кг·К).
• ΔT – перепад температур в конкретном контуре (вход минус выход).

Пластинчатый или кожухотрубный: влияние на расчет

Конструкция напрямую определяет коэффициент теплопередачи (k), который подставляется в формулу площади поверхности.

1. Пластинчатые теплообменники (ПТО). Жидкости движутся по извилистым каналам между тонкими гофрированными пластинами из нержавеющей стали. Поток сильно турбулизируется. Коэффициент теплопередачи здесь высок – от 3000 до 7000 Вт/(м²·К). ПТО получаются очень компактными.
2. Кожухотрубные аппараты. Одна среда движется внутри труб, другая – в пространстве между ними. Турбулизация ниже, коэффициент теплопередачи составляет порядка 800–2000 Вт/(м²·К). Для передачи той же мощности понадобится аппарат в 3–4 раза большего размера, чем пластинчатый.

В 90% случаев для современных систем ОВКВ (отопление, вентиляция, кондиционирование) проектируют паяные или разборные пластинчатые аппараты.

Гидравлическое сопротивление и выбор насоса

Площадь теплообмена – только половина задачи. Любой аппарат создает сопротивление потоку жидкости (потерю давления). Оно измеряется в килопаскалях (кПа) или метрах водяного столба (м.в.ст.).

Увеличение количества пластин снижает скорость потока внутри каналов, что ведет к падению гидравлического сопротивления, но одновременно ухудшает коэффициент теплопередачи. Инженерный компромисс заключается в том, чтобы подобрать аппарат с запасом площади в 15%, уложившись при этом в допустимые потери давления (обычно от 15 до 30 кПа для малых котельных). Вычисленные параметры расхода и сопротивления затем используются для подбора циркуляционных насосов.