換熱器的選型10課件講解

換熱器的選型換熱器的工作原理及分類一“換熱器”是熱交換器的簡(jiǎn)稱。

換熱器是用來(lái)把溫度較高流體的熱能傳遞給溫度較低流體的一種熱交換設(shè)備。根據(jù)熱媒種類的不同：汽—水換熱器（以蒸汽為熱媒）水－水換熱器（以高溫?zé)崴疄闊崦剑?/p>

根據(jù)換熱方式的不同：

表面式換熱器：被加熱熱水與熱媒不接觸，通過(guò)金屬表面進(jìn)行換熱，如殼管式、容積式、板式和螺旋板式換熱器等?；旌鲜綋Q熱器：被加熱熱水與熱媒直接接觸，如淋水式換熱器，噴管式換熱器等。

表面式換熱器在供熱系統(tǒng)中，因高低溫兩種熱介質(zhì)相互不接觸混合,運(yùn)行管理方便，可靠性好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)點(diǎn)而被普遍應(yīng)用。表面式換熱器常用的表面式換熱器:管殼式換熱器容積式換熱器板式換熱器1）殼管式汽—水換熱器固定管板式汽—水換熱器U形殼管式汽—水換熱器浮頭式殼管汽—水換熱器管殼式換熱器固定管板式汽—水換熱器1—封頭；2—法蘭；3—?dú)んw；5—換熱管；6—波形膨脹節(jié)；7—折流板（或支持板）；8—防沖板；9—?dú)こ探庸埽?0—管板；11—管程接管；12—隔板；13—封頭；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉桿；18—排氣口；4；19—墊片；20、21—螺栓、螺母

固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖231在相同的殼體直徑內(nèi)，排管數(shù)最多，旁路最少；每根換熱管都可以進(jìn)行更換，且管內(nèi)清洗方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；優(yōu)點(diǎn)：231當(dāng)換熱管與殼體的溫差較大（大于50℃）時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力，解決措施是在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，因而殼程壓力受膨脹節(jié)強(qiáng)度的限制不能太高；只適用于流體清潔且不易結(jié)垢，兩流體溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的工作場(chǎng)合。殼程不能進(jìn)行機(jī)械清洗；缺點(diǎn)：這種型式的汽－水換熱器只適用于小溫差，壓力低，結(jié)垢不嚴(yán)重的場(chǎng)合。為解決外殼和管束熱膨脹不同的缺點(diǎn)，常需在殼體中部加波形膨脹節(jié)，以達(dá)到熱補(bǔ)償?shù)哪康摹形殼管式汽—水換熱器1—中間擋板；2—U形換熱管；3—排氣口；4—防沖板；5—分程隔板U形管式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖優(yōu)點(diǎn)：231它只有一塊管板，法蘭數(shù)量少，泄露點(diǎn)少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；U型管式換熱器運(yùn)行可靠，造價(jià)低。管束可以自由浮動(dòng)，無(wú)須考慮溫差應(yīng)力，可用于大溫差場(chǎng)合；231管束最內(nèi)層的管間距大，殼程易短路。當(dāng)管內(nèi)流速太高時(shí)，將會(huì)對(duì)U形彎管段產(chǎn)生嚴(yán)重的沖蝕，影響其使用壽命；內(nèi)層管若損壞就不能更換，因而報(bào)廢率較高。管內(nèi)清洗比較困難。由于管子需要有一定的彎曲半徑，管板的利用率較低；缺點(diǎn)：浮頭式殼管汽—水換熱器1—防沖板；2—折流板；3—浮頭管板；4—鉤圈；5—支耳浮頭式殼管汽—水換熱器結(jié)構(gòu)示意圖優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用材量大，造價(jià)高；如果浮頭蓋與浮動(dòng)管板之間密封不嚴(yán)，會(huì)發(fā)生內(nèi)漏，造成兩種介質(zhì)的混合。若換熱管與殼體有溫差存在，即殼體或換熱管膨脹時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可從殼體內(nèi)抽出，便于管內(nèi)和管間的清洗。2）殼管式水—水換熱器分段式水—水換熱器套管式水—水換熱器分段式水—水換熱器

分段式水－水換熱器,是將殼管式的整個(gè)管束分成若干段，將各段用法蘭連接起來(lái)。分段式水—水換熱器

每段采用固定管板，外殼上有波形膨脹節(jié)，以補(bǔ)償管子的熱膨脹。分段式水—水換熱器

分段既能使流速提高，又能使冷、熱水的流動(dòng)方向接近于純逆流的方式，傳熱效果較好。分段式水—水換熱器

此外換熱面積的大小還可以根據(jù)需要的分段數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。為了便于清除水垢，高溫水多在管外流動(dòng)，被加熱水則在管內(nèi)流動(dòng)。套管式水—水換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耐高壓；1傳熱面積可根據(jù)需要增減，應(yīng)用方便。2優(yōu)點(diǎn)：管間接頭多，易泄露；1占地面積較大，單位傳熱面消耗金屬量大。2缺點(diǎn)：容積式換熱器

容積式換熱器的內(nèi)部設(shè)有并聯(lián)在一起的U形彎管管束，蒸汽或加熱水自管內(nèi)流過(guò)。容積式換熱器分為容積式汽—水換熱器容積式水—水換熱器。容積式換熱器有一定的儲(chǔ)水作用，傳熱系數(shù)小，熱交換效率低。板式換熱器1-加熱板片2-固定蓋板3-活動(dòng)蓋板4-定位螺栓5-壓緊螺栓

6-被加熱水進(jìn)口7-被加熱水出口8-加熱水進(jìn)口9-加熱水出口板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖

板式換熱器是一種傳熱系數(shù)很高、結(jié)構(gòu)緊湊、容易拆卸、熱損失小、不需保溫、質(zhì)量輕、體積小、適用范圍大的新型換熱器。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)是板片間截面積較小，易堵塞，且周邊很長(zhǎng)，密封麻煩，容易滲漏，金屬板片薄，剛性差。不適用高溫高壓系統(tǒng)，主要應(yīng)用于水—水換熱系統(tǒng)?；旌鲜綋Q熱器淋水式換熱器噴管式汽—水換熱器

淋水式換熱器是由殼體和帶有篩孔的淋水板組成的圓柱形罐體。被加熱水由換熱器頂部進(jìn)入，經(jīng)過(guò)淋水盤上的篩孔及溢流板流下；蒸汽由上側(cè)部進(jìn)入，與被加熱水進(jìn)行熱交換，被加熱后的熱水從下部引出，送至用戶。淋水式換熱器123容量大，可兼作膨脹水箱起儲(chǔ)水、定壓作用；汽、水之間直接接觸換熱，換熱效率高。凝結(jié)水不能回收，增加了集中供熱系統(tǒng)熱源處的水處理量。特點(diǎn)：噴管式汽—水換熱器1—外殼；2—多孔噴管；3—泄水閥；4—網(wǎng)蓋；5—填料被加熱水從左側(cè)進(jìn)入噴管，蒸汽從噴管外側(cè)通過(guò)在管壁上的許多向前傾斜的噴嘴噴入水中。在高速流動(dòng)中，蒸汽凝結(jié)放熱，變成凝結(jié)水；被加熱水吸收熱量，與凝水混合。噴管式汽—水換熱器1—外殼；2—多孔噴管；3—泄水閥；4—網(wǎng)蓋；5—填料噴射式汽—水換熱器可以減少蒸汽直接通入水中產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。為保證蒸汽與水正常混合，要求使用的蒸汽壓力至少應(yīng)比換熱器入口水壓高0.1MPa。換熱器的選型計(jì)算二

換熱器的計(jì)算是在換熱量和結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定，換熱器出入口的加熱介質(zhì)和被加熱介質(zhì)溫度已知的條件下，確定換熱器必需的換熱面積，或校核已選用的換熱器是否滿足需要。

換熱器的換熱面積F----換熱器的傳熱面積(m2)Q----被加熱水所需熱量(w)K----換熱器的傳熱系數(shù)「W/(m2﹒℃)]；

Δtpj---加熱與被加熱流體間的對(duì)數(shù)平均溫差(℃)B———考慮水垢影響而取的系數(shù)汽－水換熱器時(shí)，B＝0.9～0.85；水－水換熱器時(shí)，B＝0.8～0.7；加熱與被加熱流體間的對(duì)數(shù)平均溫差Δta----換熱器同一側(cè)冷熱流體較大溫差端的溫差(℃)Δtb----換熱器同一側(cè)冷熱流體較小溫差端的溫差(℃)。

當(dāng)

Δta/Δtb≤2時(shí)，可按算術(shù)平均溫差計(jì)算,其誤差不到4%,即：流體溫度沿傳熱面變化示意圖（順流）（逆流）

板式換熱器冷、熱流體的流動(dòng)形式主要有2種：兩者平行且同向流動(dòng)時(shí)稱為順流；兩者平行而反向流動(dòng)時(shí)稱為逆流。

根據(jù)流體溫度沿傳熱面變化示意圖，我們可以看到當(dāng)計(jì)算換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差時(shí)，根據(jù)冷熱流體的流動(dòng)方向的不同:對(duì)順流換熱器對(duì)逆流換熱器Δta為和兩個(gè)溫差較大的一個(gè)溫差，而Δtb為另一個(gè)較小的溫差。

傳熱系數(shù)K

換熱器設(shè)計(jì)選型基本原則三1應(yīng)選擇高效、緊湊、便于維護(hù)管理、使用壽命長(zhǎng)的換熱器，其類型、構(gòu)造、材質(zhì)與換熱介質(zhì)理化特性及換熱系統(tǒng)使用要求相適應(yīng)；2熱泵空調(diào)系統(tǒng)，從低溫?zé)嵩慈釙r(shí)，應(yīng)采用能以緊湊形式實(shí)現(xiàn)小溫差換熱的板式換熱器；3水-水換熱器宜采用板式換熱器。規(guī)定1換熱器總臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于四臺(tái)。全年使用的換熱系統(tǒng)中，換熱器的臺(tái)數(shù)不應(yīng)少于兩臺(tái)；非全年使用