揭秘板式換熱器不為人知設(shè)計(jì)原理
隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保和能源的重視，集中供熱系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和煤改電的推廣，大大減少了燃煤對(duì)城市環(huán)境的污染，也節(jié)約能源。這是一項(xiàng)造福當(dāng)代人民又造福后代子孫的偉大工程。
在此其中，換熱器是供暖系統(tǒng)中非常為重要的部件，然在換熱器的發(fā)展中，板式換熱器占有非常重要的地位。板式換熱器主要包含兩種：可拆板式換熱器，不可拆板式換熱器(即釬焊式板式換熱器)，板式換熱器以其高傳熱系數(shù)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等優(yōu)點(diǎn)，在船舶、汽車(chē)、化工、機(jī)械等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，下面我們主要探討板式換熱器的應(yīng)用和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1、板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)
板式換熱器具有傳熱系數(shù)高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在同等換熱量的條件下，所占空間僅為管殼式換熱器的1/2~1/3，并且不需要像管殼式換熱器那樣預(yù)留出很大的空間用來(lái)拉出管束檢修。在多聯(lián)機(jī)和熱風(fēng)機(jī)等對(duì)空間要求比較高的系統(tǒng)，板式換熱器相比其他換熱器有其*的優(yōu)勢(shì)。板式換熱器較之管殼式換熱器還有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)溫差小
板式換熱器內(nèi)部流動(dòng)有強(qiáng)烈的湍流，傳熱系數(shù)非常高，在換熱器中進(jìn)行流動(dòng)換熱后，可使熱交換器的一、二次流的溫度差很小，有時(shí)溫差能夠趨近1℃～3℃。
(2)熱損失小
由于板式換熱器只有封后板及周邊暴露在大氣中，所以熱損失非常小，一般為1%左右，如果采取適當(dāng)?shù)谋卮胧瑹釗p更低。在相同換熱面積情況下，板式換熱器的換熱損失僅為管殼式換熱器的1/5。
(3)重量輕
在相同換熱面積情況下，重量則不到管殼式的一半。
2、板式換熱器設(shè)計(jì)的一般原則
板片型式的選擇
板片型式目前主要有H、L、M型，波紋目前主流為人字形波紋，出于流阻和新應(yīng)用考慮，也有設(shè)計(jì)其他波紋形式，考慮兩側(cè)流體流量非對(duì)稱(chēng)和高效換熱，有細(xì)波紋和非對(duì)稱(chēng)高低波紋形式。常規(guī)制冷空調(diào)應(yīng)用選擇H板，具有較高的傳熱系數(shù)，同時(shí)流阻較大;對(duì)于能力要求不高，但流阻要求低，選擇L板;對(duì)能力和流阻均有一定的要求，可選擇M板。板片型式還應(yīng)考慮工作壓力，流體類(lèi)型，流體粘性，流速，實(shí)際應(yīng)用等綜合選擇。
單板面積的選擇
板換選型，單板面積過(guò)小，則板片數(shù)多，也即厚度方向尺寸大，流道多，對(duì)于兩相流應(yīng)考慮分配;反之，單片面積大，片數(shù)少，但難以保證板間通道合適的流阻。板片選擇應(yīng)綜合考慮流阻、通道流速、流體分配及公司實(shí)際工藝水平。
流速的選取
流體在板間的流速，影響換熱性能和流體壓力降，流速高固然換熱系數(shù)高，但流體的壓降也增大;反之情況相反。一般不同的波紋深度有一個(gè)合適的流速范圍，流速低于zui低要求值時(shí)流體就達(dá)不到湍流狀態(tài)且會(huì)形成較大的死角區(qū)，這在板式換熱器作為蒸發(fā)器時(shí)使用非常危險(xiǎn)，有冰凍、冰爆的風(fēng)險(xiǎn)，流速過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致壓降劇增，選擇合理的流速，保持高湍流既能提高換熱效率，還能充分發(fā)揮清洗作用，將板式換熱器內(nèi)部污垢、雜質(zhì)帶出，避免由此引起點(diǎn)蝕、冰爆風(fēng)險(xiǎn)。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以先確定一個(gè)流速，計(jì)算其壓降是否在合理的范圍內(nèi);也可按給定的壓力降來(lái)求出流速的初選值。
流向的選取
無(wú)相變換熱時(shí)，逆流具有高的平均傳熱溫差。在一般換熱器的工程設(shè)計(jì)中都盡量把流體布置為逆流。
壓降要求
在板式換熱器的設(shè)計(jì)選型時(shí)，一般對(duì)壓降有一定的要求，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行校核。如果校核壓降超過(guò)允許壓降，需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)選型計(jì)算，直到滿(mǎn)足要求為止。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上考慮，對(duì)于水水換熱器的壓降應(yīng)不大于100KPa為宜，氟氟換熱壓降不大于50KPa為宜。
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