วิธีการคำนวณความจุที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์?

ในฐานะซัพพลายเออร์ของถังบัฟเฟอร์ที่มีประสบการณ์ฉันได้พบกับลูกค้าจำนวนมากที่ต่อสู้กับความท้าทายในการกำหนดความสามารถที่เหมาะสมสำหรับถังบัฟเฟอร์ของพวกเขา งานที่ซับซ้อนนี้ดูเหมือนจะเป็นเรื่องของการทำความเข้าใจหลักการและตัวแปรพื้นฐานสองสามข้อ ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะแนะนำคุณเกี่ยวกับกระบวนการคำนวณความสามารถที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์ให้คุณมีความรู้และเครื่องมือในการตัดสินใจอย่างชาญฉลาด

ทำความเข้าใจกับบทบาทของถังบัฟเฟอร์

ก่อนที่จะเจาะลึกลงไปในการคำนวณจำเป็นต้องเข้าใจวัตถุประสงค์ของถังบัฟเฟอร์ ถังบัฟเฟอร์ทำหน้าที่เป็นอ่างเก็บน้ำจัดเก็บพลังงานส่วนเกินหรือของเหลวและปล่อยเมื่อจำเป็น ในระบบทำความร้อนและความเย็นตัวอย่างเช่นถังบัฟเฟอร์ช่วยให้ความผันผวนของอุณหภูมิมีเสถียรภาพทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่สอดคล้องและมีประสิทธิภาพ โดยการดูดซับความร้อนหรือความเย็นส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำและปล่อยออกมาในระหว่างความต้องการสูงสุดถังบัฟเฟอร์จะลดความถี่ของการขี่จักรยานสำหรับอุปกรณ์ทำความร้อนหรือความเย็น

ปัจจัยที่มีผลต่อความจุถังบัฟเฟอร์

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความสามารถที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์ เหล่านี้รวมถึงประเภทของระบบโปรไฟล์โหลดความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องการและอัตราการไหล ลองมาดูปัจจัยเหล่านี้อย่างใกล้ชิด:

ประเภทระบบ

ประเภทของระบบที่ติดตั้งถังบัฟเฟอร์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดความสามารถ ตัวอย่างเช่นระบบน้ำร้อนในประเทศจะมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับระบบทำความร้อนกระบวนการอุตสาหกรรม ระบบน้ำร้อนในประเทศมักจะต้องใช้ถังบัฟเฟอร์ขนาดเล็กเนื่องจากความต้องการน้ำร้อนค่อนข้างต่ำและไม่ต่อเนื่อง ในทางกลับกันกระบวนการอุตสาหกรรมอาจมีความต้องการน้ำร้อนหรือน้ำเย็นอย่างต่อเนื่องและสูงซึ่งจำเป็นต้องมีถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่

โหลดโปรไฟล์

โปรไฟล์โหลดหมายถึงรูปแบบของความต้องการพลังงานหรือของเหลวในช่วงเวลาที่กำหนด การทำความเข้าใจโปรไฟล์โหลดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปรับขนาดถังบัฟเฟอร์อย่างถูกต้อง ระบบที่มีโปรไฟล์โหลดที่แปรผันสูงเช่นอาคารเชิงพาณิชย์ที่มีระดับการเข้าพักที่ผันผวนจะต้องใช้ถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่เพื่อรองรับยอดเขาและหุบเขาตามความต้องการ ในทางกลับกันระบบที่มีโปรไฟล์โหลดค่อนข้างเสถียรเช่นกระบวนการอุตสาหกรรมความเร็วคงที่อาจต้องใช้ถังบัฟเฟอร์ขนาดเล็ก

ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องการ

ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องการคือความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดที่ถังบัฟเฟอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษา ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้ถังบัฟเฟอร์ขนาดเล็กลงเนื่องจากสามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นในปริมาณของเหลวเดียวกัน อย่างไรก็ตามความแตกต่างของอุณหภูมิที่ใหญ่ขึ้นอาจส่งผลให้เกิดความผันผวนของอุณหภูมิมากขึ้นซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องสร้างสมดุลระหว่างความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องการและความจุถังบัฟเฟอร์ที่ต้องการ

อัตราการไหล

อัตราการไหลคือปริมาตรของของเหลวที่ผ่านถังบัฟเฟอร์ต่อหน่วยเวลา อัตราการไหลที่สูงขึ้นต้องใช้ถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่เพื่อให้แน่ใจว่ามีเวลาเพียงพอสำหรับของเหลวในการแลกเปลี่ยนความร้อนกับถังบัฟเฟอร์ อัตราการไหลได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นขนาดของท่อความสามารถของปั๊มและความต้องการพลังงานหรือของเหลว

การคำนวณความจุที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์

ตอนนี้เราได้พูดคุยถึงปัจจัยที่มีผลต่อความจุถังบัฟเฟอร์แล้วลองไปที่การคำนวณจริง ขั้นตอนต่อไปนี้จะแนะนำคุณตลอดกระบวนการ:

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดโหลด

ขั้นตอนแรกคือการกำหนดภาระซึ่งเป็นปริมาณของพลังงานหรือของเหลวที่ถังบัฟเฟอร์ต้องเก็บ ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยการคูณอัตราการไหลด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิและความจุความร้อนจำเพาะของของเหลว ความจุความร้อนที่เฉพาะเจาะจงคือปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของมวลหน่วยของของเหลวโดยหนึ่งองศาเซลเซียส

โหลด (q) = อัตราการไหล (v) x อุณหภูมิที่แตกต่าง (Δt) x ความจุความร้อนจำเพาะ (c)

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าเรามีระบบน้ำร้อนในประเทศที่มีอัตราการไหล 10 ลิตรต่อนาทีความแตกต่างของอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสและความจุความร้อนที่เฉพาะเจาะจง 4.2 kJ/kg ° C โหลดสามารถคำนวณได้ดังนี้:

Q = 10 L/นาที x 20 ° C x 4.2 kJ/kg ° C = 840 kJ/นาที

ขั้นตอนที่ 2: กำหนดเวลาจัดเก็บข้อมูลที่จำเป็น

ขั้นตอนต่อไปคือการกำหนดเวลาการจัดเก็บที่ต้องการซึ่งเป็นระยะเวลาที่ถังบัฟเฟอร์ต้องเก็บโหลด สิ่งนี้สามารถขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นความถี่ของความต้องการความพร้อมใช้งานของแหล่งพลังงานและระดับการสำรองข้อมูลที่ต้องการ

เวลาจัดเก็บข้อมูลที่ต้องการ (t) = โหลด (q) / เอาต์พุตพลังงาน (p)

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าเอาต์พุตพลังงานของระบบทำความร้อนคือ 10 kW เวลาจัดเก็บข้อมูลที่จำเป็นสามารถคำนวณได้ดังนี้:

t = 840 kJ/นาที/(10 kw x 60 s/นาที) = 1.4 นาที

ขั้นตอนที่ 3: คำนวณความจุที่ต้องการ

ในที่สุดเราสามารถคำนวณความจุที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์โดยการคูณโหลดด้วยเวลาการจัดเก็บที่ต้องการและหารด้วยความจุความร้อนจำเพาะและความแตกต่างของอุณหภูมิ

ความจุที่ต้องการ (v) = โหลด (q) x เวลาเก็บข้อมูลที่ต้องการ (t) / (ความจุความร้อนจำเพาะ (c) x อุณหภูมิความแตกต่าง (Δt))

การใช้ตัวอย่างเดียวกับข้างต้นความจุที่ต้องการสามารถคำนวณได้ดังนี้:

v = 840 kJ/นาที x 1.4 นาที/(4.2 kJ/kg ° C x 20 ° C) = 14 ลิตร

ข้อพิจารณาเพิ่มเติม

นอกเหนือจากการคำนวณที่ระบุไว้ข้างต้นมีข้อควรพิจารณาเพิ่มเติมเล็กน้อยที่คุณควรจำไว้เมื่อปรับขนาดถังบัฟเฟอร์:

ความปลอดภัย

เป็นความคิดที่ดีเสมอที่จะเพิ่มอัตรากำไรขั้นต้นให้กับความสามารถที่คำนวณได้เพื่ออธิบายความไม่แน่นอนหรือการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดในโปรไฟล์โหลด โดยทั่วไปแล้วระยะขอบด้านความปลอดภัย 10-20% แนะนำ

ประสิทธิภาพของระบบ

ประสิทธิภาพของระบบยังสามารถส่งผลกระทบต่อความจุที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์ ระบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจะต้องใช้ถังบัฟเฟอร์ขนาดเล็กเนื่องจากสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพิจารณาประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทำความร้อนหรือความเย็นรวมถึงฉนวนกันความร้อนของถังบัฟเฟอร์

ความเข้ากันได้กับส่วนประกอบอื่น ๆ

ถังบัฟเฟอร์ควรเข้ากันได้กับส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบเช่นปั๊มวาล์วและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปรึกษาข้อกำหนดของผู้ผลิตเพื่อให้แน่ใจว่าถังบัฟเฟอร์เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ

บทสรุป

การคำนวณความสามารถที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์เป็นขั้นตอนสำคัญในการรับรองการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ของระบบทำความร้อนหรือความเย็นของคุณ โดยการทำความเข้าใจกับปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการบัฟเฟอร์ถังและทำตามขั้นตอนที่ระบุไว้ในโพสต์บล็อกนี้คุณสามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดและเลือกถังบัฟเฟอร์ที่เหมาะสมสำหรับความต้องการของคุณ

หากคุณยังไม่แน่ใจเกี่ยวกับวิธีการคำนวณความจุที่ต้องการของถังบัฟเฟอร์หรือต้องการความช่วยเหลือในการเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณโปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของถังบัฟเฟอร์เรามีความเชี่ยวชาญและประสบการณ์เพื่อช่วยให้คุณค้นหาโซลูชันที่สมบูรณ์แบบสำหรับโครงการของคุณ นอกจากนี้เรายังนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องมากมายเช่นวาล์วควบคุมการไหล-ซีรีส์ด้านสุขาภิบาล, และระบบมอลต์เพื่อตอบสนองความต้องการทั้งหมดของคุณ

การอ้างอิง

• คู่มือ ASHRAE
• กล่องเครื่องมือวิศวกรรม
• ข้อกำหนดของผู้ผลิตถังบัฟเฟอร์