🔥 열교환기 LMTD 계산기 | 전열면적 얼마일까?

유동 방식

고온유체 입구온도

℃

고온유체 출구온도

℃

저온유체 입구온도

℃

저온유체 출구온도

℃

열부하 (Q)

총괄열전달계수 (U)

W/m²·K

열교환기 LMTD·전열면적 계산기 사용법

열교환기는 입구에서 출구로 갈수록 두 유체의 온도차가 계속 변하기 때문에, 단순 산술평균 온도차로 면적을 잡으면 실제보다 크게 빗나갑니다. 그래서 설계에서는 대수평균온도차(LMTD)를 씁니다. 양쪽 유체의 입·출구 온도와 열부하, 총괄열전달계수를 입력하면 LMTD와 필요한 전열면적이 한 번에 나옵니다.

계산식은 LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂) ÷ ln(ΔT₁ ÷ ΔT₂), 전열면적 A = Q ÷ (U × LMTD)입니다. 향류에서는 ΔT₁ = 고온 입구 − 저온 출구, ΔT₂ = 고온 출구 − 저온 입구이고, 병류에서는 양쪽 입구끼리·출구끼리 짝지어 계산합니다. 두 온도차가 같으면 로그 항이 0이 되어 나눗셈이 성립하지 않으므로, 이 계산기는 그 경우 산술평균값을 대신 사용합니다.

같은 조건이라면 향류가 병류보다 LMTD가 커서 더 작은 면적으로 같은 열량을 옮길 수 있습니다. 총괄열전달계수 U는 유체 종류와 유속, 오염계수(파울링)에 크게 좌우되므로 물−물 판형은 높게, 기체−기체는 낮게 잡습니다.

여기서 나온 면적은 순수 향류·병류 기준의 이론값입니다. 셸앤튜브 다패스나 크로스플로 구조는 보정계수 F를 곱해야 하고, 운전 중 파울링 여유도 따로 반영해야 하므로 실제 발주 전에는 제조사 선정 자료로 검증하시기 바랍니다.

자주 묻는 질문

양쪽 온도차가 같으면 LMTD는 어떻게 되나요?

ΔT₁과 ΔT₂가 같으면 ln(1) = 0이 되어 공식이 0으로 나누는 형태가 됩니다. 극한값은 그 온도차 자체와 같으므로, 이 계산기는 두 값의 평균을 LMTD로 사용합니다.

보정계수 F는 언제 곱하나요?

셸앤튜브 1−2 패스나 크로스플로처럼 흐름이 완전한 향류가 아닐 때 곱합니다. 보통 0.8 이상이 되도록 설계하며, 그보다 낮으면 패스 구성을 바꾸는 편이 좋습니다.

열교환기 LMTD·전열면적 계산기 사용법

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