DB41T2780-2024低温换热装置冷能利用效率评价导则

ICS23.040CCSJ04ICS23.040CCSJ04河 南 省 地 方 标 准DB41/T2780—2024低温换热装置冷能利用效率评价导则20242024110720250206河南省市场监督管理局发布目 次前言 II1范围 12规范引用件 13术语定义 14符号 25基本求 36能效试 47能效价 6附录A（资料）换热装基本息采集表 7附录B（资料）换热装测试据记表 9附录C（资料）计算公式 10附录D（资料）换热装冷能用效试评价 11II前 言GB/T《标准化工作导则第本文件由河南省承压类特种设备标准化技术委员会（HN/TC13）归口。本文件起草单位：河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院、南阳理工学院。低温换热装置冷能利用效率评价导则范围0.1MPa-196~-30（GB/T151热交换器GB/T26929压力容器术语SH/T3010石油化工设备和管道绝热工程设计规范3术语和定义GB/T26929界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1介质物料SH/T3010石油化工设备和管道绝热工程设计规范3术语和定义GB/T26929界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1介质物料容器使用过程中的内部盛装物。注1：使用过程可以指正常生产过程，也可以指切换再生、吹扫清洗等其它非正常生产过程。注2：在正常生产过程中，习惯称容器内的内装介质为物料。注3：在过程工业中，因大部分介质是以“流体”形式存在，所以在技术文件中也常以“流体”作为介质或物料。“流体”指气体、液体、蒸汽以及它们的混合物，其中可含有一定量的固体悬浮物质。3.2相变物质从一种相态转变为另一种相态。注：此处相态包括气相、液相和固相。3.3传热系数1K3.4压力差换热压力容器冷热流体进、出口之间的压力变化量。3.5温度差换热压力容器冷热流体进、出口之间的温度变化量。3.6热平衡理想条件下，冷、热流体进行热量交换时，热流体释放的热量与冷流体吸收的热量相等。3.7蒸发器将介质由液相转变为气相的装置。3.8冷凝器将介质由气相转变为液相的装置。3.9换热介质热交换过程中传递热量的物质。3.10低温换热装置用于介质温度为-196℃~-30℃下实现热量传递的设备。本文件所用符号、单位及角标见表1。表1符号、单位及角标4符号本文件所用符号、单位及角标见表1。表1符号、单位及角标符号名称单位说明A传热面积m2按照GB/T151计算Cp定压比热容kJ/k∙K—G体积流量m3/s气体单位符号“m3”为标准立方米Gm质量流量kg/s—h比焓kJ/kg—K传热系数W/（2K—P压力MPa—r汽化潜热kJ/kg—T流体温度K—η冷量利用率%—Tm流体平均温度K—∆P压力差MPa—∆Φ热平衡相对误差%—∆tm对数平均温差K—∆t1大温差端的流体温差K—∆t2小温差端的流体温差K—表1符号、单位及角标（续）符号名称单位说明λ导热系数W/（∙K—ρ密度kg/m3—Φ热流量W—Re雷诺准数——i,o角标—表示流体的进、出口h,c角标—表示热、冷流体侧s,l角标—表示蒸汽、冷凝液m角标—表示平均e角标—表示换热介质测试工作按如下流程进行：测试工作应至少由2名人员承担，测试人员需经过培训。低温换热装置示意图见图1所示。图1低温换热装置示意图所有测试应在下述环境和条件下进行：a)环境温度：-20℃～50℃；70RH；75%）6.3测试仪器设备26.3测试仪器设备2表2仪器配置测试项目仪器名称精度流量液体流量超声流量计不低于1.5级涡轮流量计不低于0.5级电磁流量计不低于0.5级蒸汽量涡街流量计不低于1.5级气体流量超声流量计不低于1.5级涡轮流量计不低于0.5级涡街流量计不低于1.5级温度气体介质温度标准温度计分度值为0.1℃液体介质温度热电偶温度计不低于0.5级表面温度红外线测温仪或表面温度计分度值为0.1℃环境温度数显温度计不低于1.5级压力大气压力压力表不低于1.0级液体介质、气体介质的压力压力表不低于1.6级依据GB50126规定，测试前需完成下述准备工作：5.2A依据GB50264规定，测试过程按如下步骤进行：575%）1h10min～15min（。测试数据记录表见附录B。ReRe≤2000000＜Re＜4000000过渡流及湍流流体平均温度，按式（1）及式（2）进行计算： =+（1）式中：————（K）。 =+·········································································（2）式中：——（K）；𝑇𝑐𝑖——𝑇𝑐𝑜——冷流体的出口温度，单位为开尔文（K）。层流流体的平均温度按式（3）及式（4）进行计算：

=1

+

)··········································································（3）ℎ𝑚 𝑇

2=1

ℎ𝑖

+

ℎ𝑜)············································································（4）𝑐𝑚

2

𝑐𝑜依据SH/T3010规定，测试中，流体有效平均温差可用式（5）或式（6）进行计算：当∆t1≠∆t2时，按式（5）计算流体平均温差：

=∆𝑡1−∆𝑡2····································································（5）1𝑛∆𝑡1⁄∆𝑡2当∆t1=∆t2时，按式（6）计算流体平均温差：

=∆𝑡1+∆𝑡2·····································································（6）2式中：∆𝑡𝑚——对数平均温度差，单位为开尔文（K）；——（K）；∆𝑡2——（K）。C∆Φ≤8%50∆Φ≤10806a)Ⅰ级：≥70%；b)Ⅱ级：≥40%；c)Ⅲ级：＜407.3能效测试评价能效测试数据及评价表见附录D。附录A（资料性）低温换热装置基本信息采集表低温换热装置基本参数信息采集内容可参考表A.1。表A.1低温换热装置基本信息采集表使用单位设备名称设计日期投用日期实际使用时间出厂编号低温侧介质高温侧介质基本参数设计技术参数传热面积A（m2）冷量利用率%传热系数K[W/（m2·K）]热流量Φ（W）对数平均温差∆tm（K）低温液体温度tc（℃）进口/出口/低温气体温度tc（℃）进口/出口/换热介质温度tc（℃）进口/出口/低温液体压力Pc（MPa）进口/出口/低温气体压力Pc（MPa）进口/出口/换热介质压力Pc（MPa）进口/出口/低温液体质量流量Gmc（kg/s）进口/出口/低温气体质量流量Gmc（kg/s）进口/出口/换热介质质量流量Gmc（kg/s）进口/出口/表A.1低温换热装置基本信息采集表（续）设计技术参数低温液体温度差（∆T）低温液体压力差（∆P）低温气体温度差（∆T）低温气体压力差（∆P）换热介质温度差（∆T）换热介质压力差（∆P）介质物性介质名称低温液体低温气体换热介质定压比热容Cp[kJ/（kg·K）]密度ρ（kg/m3）粘度μ（mPa·s）汽化潜热或比焓（kJ/kg）测试人员日期注：梯度换热时可加页。附录B（资料性）低温换热装置测试数据记录表低温换热装置测试数据记录表至少应记录表B.1所示数据。表B.1低温换热装置测试数据记录表使用单位设备名称出厂编号测试项目测试数据平均值低温液体3体积流量Gh（m/s）质量流量Gmh（kg/s）进口温度Thi（K）出口温度Tho（K）进口压力Phi（MPa）出口压力Pho（MPa）其他低温气体3体积流量Gc（m/s）质量流量Gmc（kg/s）进口温度Tci（K）出口温度Tco（K）进口压力Pci（MPa）出口压力Pco（MPa）其他换热介质3体积流量Gc（m/s）质量流量Gmc（kg/s）进口温度Tei（K）出口温度Teo（K）进口压力Pei（MPa）出口压力Peo（MPa）其他冷量利用率η（%）环境温度T（℃）测试人员日期注：温度测量结果以摄氏度（℃）表示。表C.2低温换热装置换热效率计算公式选用表（换热介质有相变）表C.2低温换热装置换热效率计算公式选用表（换热介质有相变）附录C（）能效计算公式见表C.1和表C.2。表C.1低温换热装置换热效率计算公式选用表（换热介质无相变）序号名称公式1低温液体冷量∅ℎ=𝐺ℎ𝑃ℎ𝐶ℎ(𝑇ℎ𝑖−𝑇ℎ𝑜)+𝐺ℎ𝑃ℎ𝑟ℎ2换热介质吸收冷量∅𝑐=𝐺𝑐𝑃𝑐𝐶𝑝𝑐(𝑇𝑐𝑜−𝑇𝑐𝑖)3冷量利用率∅𝑐η= ×100%∅ℎ4热平衡相对误差∅ℎ−∅𝑐∆∅=| |×100%∅ℎ5传热系数∅ℎ+∅𝑐K= 2𝐴∆𝑇𝑚序号名称公式1低温液体冷量∅ℎ=𝐺ℎ𝑃ℎ𝐶ℎ(𝑇ℎ𝑖−𝑇ℎ𝑜)+𝐺ℎ𝑃ℎ𝑟ℎ2换热介质吸收冷量∅𝑐=𝐺𝑐𝑃𝑐𝐶𝑝𝑐(𝑇𝑐𝑜−𝑇𝑐𝑖)+𝐺𝑐𝑃𝑐𝑟𝑐3冷量利用率∅𝑐η= ×100%∅ℎ4热平衡相对误差∅ℎ−∅𝑐∆∅=| |×100%∅ℎ5传热系数∅𝑠K= 𝐴∆𝑇𝑚附录D（资料性）低温换热装置冷能利用效率测试评价低温换热装置冷能利用效率测试数据及评价表如表D.1和表D.2所示。表D.1测试数据综合表编号：使用单位设备名称型号安装日期投用日期实际使用时间出厂编号结