如何提高板式换热器的效能式换热器优化设计方向

　　近年来，板式换热器技术日益成熟，其传热，体积小，重量轻，污垢系数低，拆卸方便，板片品种多，适用范围广，在供热行业得到了广泛应用。板式换热器按组装方式分为可拆式、焊接式、钎焊式、板壳式等。（4）与R410A相匹配的系统较之R22的系统，可以采用较小体积的冷凝器和蒸发器，成本更低，而且高可达30%的制冷剂充注减少量。由于可拆式板式换热器便于拆卸清洗，增减换热器面积灵活，在供热工程中使用较多。可拆式板式换热器受橡胶密封垫耐热温度的限制，适用于水一水传热。本文对提高可拆式板式换热器效能的优化设计进行研究。

　　提高板式换热器的效能是一个综合经济效益问题，应通过技术经济比较后确定。提高换热器的传热效率和降低换热器的阻力应同时考虑，而且应合理选用板片材质和橡胶密封垫材质及安装方法，保证设备安全运行，延长设备使用寿命。

二、板式换热器优化设计方法

　　1、提高传热效率

　　板式换热器是问壁传热式换热器，冷热流体通过换热器板片传热，流体与板片直接接触，传热方式为热传导和对流传热。提高板式换热器传热效率的关键是提高传热系数和对数平均温差。

　　① 提高换热器传热系数只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数，减小污垢层热阻，选用热导率高的板片，减小板片的厚度，才能有效提高换热器的传热系数。

　　a．提高板片的表面传热系数

　　由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流 (雷诺数一 150时 )，因此能获得较高的表面传热系数，表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。但由于客观上壳体和管束是分开的，故外部对设备的支承是通过壳体来传递的，即耳座上、下方均是由壳体承受着设备的部分自重。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。经过多年的研究和实验发现，波纹断面形状为三角形 (正弦形表面传热系数大，压力降较小，受压时应力分布均匀，但加工困难？ )的人字形板片具有较高的表面传热系数，且波纹的夹角越大，板间流道内介质流速越高，表面传热系数越大。

　　b．减小污垢层热阻

　　减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。板片结垢厚度为 1 mm时，传热系数降低约 10%。而高粘度物料就应采用加压高温热源加热（如导热油、熔盐等）进行蒸发4、翅片式换热器蒸发器的蒸发操作按效数分：可分为单效与多效蒸发。因此，必须注意监测换热器冷热两侧的水质，防止板片结垢，并防止水中杂物附着在板片上。有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀，在供热介质中添加药剂，因此必须注意水质和黏 *剂引起杂物沾污换热器板片。如果水中有黏性杂物，应采用过滤器进行处理。选用药剂时，宜选择无黏性的药剂。

　　c．选用热导率高的板片

　　板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。不锈钢的导热性能好，热导率约 14． 4 W/(m?K) ，强度高，冲压性能好，不易被氧化，价格比钛合金和铜合金低，供热工程中使用多，但其耐氯离子腐蚀的能力差。

　　d．减小板片厚度

　　板片的设计厚度与其耐腐蚀性能无关，与换热器的承压能力有关。板片加厚，能提高换热器的承压能力。采用人字形板片组合时，相邻板片互相倒置，波纹相互接触，形成了密度大、分布均匀的支点，板片角孑 L及边缘密封结构已逐步完善，使换热器具有很好的承压能力。1板型选择风冷却器的板型也是多样的，板片型式、波纹式等形式要根据实际的场合而定。国产可拆式板式换热器大承压能力已达到了 2.5 MPa。板片厚度对传热系数影响很大，厚度减小 0.1mm，对称型板式换热器的总传热系数约增加 600W/(m ?K)，非对称型约增加 500 W/(m ?K)¨ 。在满足换热器承压能力的前提下，应尽量选用较小的板片厚度。

　　② 提高对数平均温差

　　板式换热器流型有逆流、顺流和混合流型 (既有逆流又有顺流 )。在相同工况下，逆流时对数平均温差大，顺流时小，混合流型介于二者之问。6、系统中的制冷剂不足，制冷能力不足制冷剂循环量不足主要有两个原因，一是制冷剂充注量不足，此时，只需补入足量的制冷剂就可以了。提高换热器对数平均温差的方法为尽可能采用逆流或接近逆流的混合流型，尽可能提高热侧流体的温度，降低冷侧流体的温度。

　　③ 进出口管位置的确定

　　对于单流程布置的板式换热器，为检修方便，流体进出口管应尽可能布置在换热器固定端板一侧。我国目前的采暖能耗很大，约为发达***的3倍，新词空气换热器的节能应引起高度重视。介质的温差越大，流体的自然对流越强，形成的滞留带的影响越明显，因此介质进出口位置应按热流体上进下出，冷流体下进上出布置，以减小滞留带的影响，提高传热效率。

　　2、降低换热器阻力的方法

　　提高板问流道内介质的平均流速，可提高传热系数，减小换热器面积。但提高流速，将加大换热器的阻力，提高循环泵的耗电量和设备造价。机械加工件表面尺寸的未注公差应符合GB/T1804规定的m级。循环泵的功耗与介质流速的 3次方成正比，通过提高流速获得稍高的传热系数不经济。当冷热介质流量比较大时，可采用以下方法降低换热器的阻力，并保证有较高的传热系数。

　　① 采用热混合板

　　热混合板的板片两面波纹几何结构相同，板片按人字形波纹的夹角分为硬板 (H)和软板 (L)，夹角 (一般为 120。左右 )大于 90。为硬板，夹角 (一般为 70。当然，库房进存货频繁或进货量太大时，热负荷急剧增大，要降温至规定温度一般需要较长时间。左右 )小于 90。为软板。热混合板硬板的表面传热系数高，流体阻力大，软板则相反。硬板和软板进行组合，可组成高 (HH)、中 (HL)、低 (LL)3种特性的流道，满足不同工况的需求。

　　冷热介质流量比较大时，采用热混合板比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积。热混合板冷热两侧的角孔直径通常相等，冷热介质流量比过大时，冷介质一侧的角孑 L压力损失很大。翅片管换热器设计优化是一门***的学科，国内外换热设备的教科书上对这方面的描述和资料也比较少，大部分都是只涉及冷暖空调，对过程工艺中的优化设计则更少，需要相关厂家作进一步的研究和设计优化。另外，热混合板设计技术难以实现精匹配，往往导致节省板片面积有限。因此，冷热介质流量比过大时不宜采用热混合板。

　　② 采用非对称型板式换热器

　　对称型板式换热器由板片两面波纹几何结构相同的板片组成，形成冷热流道流通截面积相等的板式换热器。非对称型 (不等截面积型 )板式换热器根据冷热流体的传热特性和压力降要求，改变板片两面波形几何结构，形成冷热流道流通截面积不等的板式换热器，宽流道一侧的角孑 L直径较大。因此，在***空调正常运行管理过程中，还应及时定期做好过滤器的清洗工作，以防被沉淀杂质等堵塞，让水流阻力升高。非对称型板式换热器的传热系数下降微小，且压力降大幅减小。冷热介质流量比较大时，采用非对称型单流程比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积 15% 一 3O% 。

　　③ 采用多流程组合

　　当冷热介质流量较大时，可以采用多流程组合布置，小流量一侧采用较多的流程，以提高流速，获得较高的传热系数。大流量一侧采用较少的流程，以降低换热器阻力。螺旋板换热器翅片是板翅式换热器***基本的元件传热过程主要是通过翅片来完成,一部分直接由隔板来完成,翅片与隔板的连接均为完善的钎焊,因此大部分热量经翅片、通过隔板冷流体。多流程组合出现混合流型，平均传热温差稍低。采用多流程组合的板式换热器的固定端板和活动端板均有接管，检修时工作量大。

　　④ 设换热器旁通管

　　当冷热介质流量比较大时，可在大流量一侧换热器进出口之问设旁通管，减少进入换热器流量，降低阻力。为便于调节，在旁通管上应安装调节阀。将库房中的货物搬出后，直接用温度较高的自来水冲洗蒸发器排管表面，使霜层溶解或脱落。该方式应采用逆流布置，使冷介质出换热器的温度较高，保证换热器出口合流后的冷介质温度能达到设计要求。设换热器旁通管可保证换热器有较高的传热系数，降低换热器阻力，但调节略繁。

　　⑤ 板式换热器形式的选择

　　换热器板间流道内介质平均流速以 0． 3～ 0． 6m／ s为宜，阻力以不大于 100 kPa为宜。根据不同冷热介质流量比，可参照表 1选用不同形式的板式换热器，表中非对称型板式换热器流道截面积比为 2。为是我国经济持续高速发展，***提出近期建筑节能50%的目标，像北京等一些大城市甚至要建筑节能65%。采用对称型或非对称型、单流程或多流程板式换热器，均可设置换热器旁通管，但应经详细的热力计算。

　　3、橡胶密封垫材质及安装方式

　　① 材质的选择

　　水一水换热器中，冷热介质对橡胶密封垫均无腐蚀性。选用橡胶密封垫材质的关键是耐温和密封性能，橡胶密封垫材质可按文献选用。

　　② 安装方式的选择

　　橡胶密封垫常用安装方式为粘接式、卡扣式。粘接式是在换热器组装时，将橡胶密封垫用胶水粘接在板片密封槽内。目前板翅式换热器作为一种、紧凑、轻巧的换热设备,已在石油化工、航空航天、电子、原子能、工业、冶金、动力工程和机械等领域得到广泛应并在利用热能、回收余热、节约原料、降低成本以及一些特殊用途上取得了显著的经济效益。卡扣式是在换热器组装时，利用橡胶密封垫和板片边缘的卡扣结构，将橡胶密封垫固定在板片密封槽内。由于卡扣式安装工作量很小，换热器拆卸时橡胶密封垫损坏率低，而且不存在胶水中可能含有的氯离子造成对板片的腐蚀，因此使用较多。

　　4、合理选用板片材质

　　不锈钢板片可能产生腐蚀失效的现象有点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、均匀腐蚀等，应力腐蚀的发生率较高。导致冷损耗大的另一重要原因是库房密封性能差，有较多的热空气从漏气处***库房。由氯离子引起的应力腐蚀多，板片材质可根据介质中的氯离子质量浓度按表 2选用合适的材料，表中 304、 316代表的不锈钢材料牌号为 OCrl8Ni9、 0Crl7Nil2Mo2， TA1代表钛合金。

在换热器的应用过程中应如何提高其换热效率呢？下面我们来看一下有哪些因素对其有影响。板式换热器流型有逆流、顺流和混合流型(既有逆流又有顺流)。

进出口管位置的确定

　　对于单流程布置的板式换热器，为检修方便，流体进出口管应尽可能布置在换热器固定端板一侧。板式换热器是间壁传热式换热器，冷热流体通过换热器板片传热，流体与板片直接接触，传热方式为热传导和对流传热。风冷一般在10立方的螺杆压缩机上比较常见，水冷一般在10立方以上机型上比较常见，有时也可以在20立方的机型上见到风冷机型。有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀，在供热介质中添加药剂，因此必须注意水质和黏性药剂引起杂物沾污换热器板片。如果水中有黏性杂物，应采用过滤器进行处理。选用药剂时，宜选择无黏性的药剂。

铜管翅片换热器销售

翅片式散热器主要由空气流向间的三排并列螺旋翅片管束组成，翅片式换热器因采用机械绕片，散热翅片与散热管接触面大而紧，传热性能良好、稳定，空气通过阻力小，蒸气或热水流经钢管管内，热量通过紧绕在钢管上翅片传给经过翅片间的空气，达到加热和冷却空气的作用。当一侧介质存在相变的情况下，传热系数的差异会较大，如冷热空气的交换，当热空气降低到以下，可以采用翅片管换热器。工作示意图见图1，从室外侧的角度看，室外空气在室外侧风机的作用下从室外侧送风口进入装置本体，然后通过换热芯体进行换热，从室外侧排风口又被排出至室外。在无相变的空气与空气的换热情况下，或者水与水的热交换，通常以裸管比较适合。当然也可以采用低翅片管，铜管翅片换热器销售

说说如何降低翅片换热器的能耗       翅片换热器是一种较广的应用于气液换热器的换热设备。它通过在普通的基管上增加翅片来得到增强传热的目的。该设备在我们生活中很常见，性能也比较好。那么，有什么办法可以降低它的能耗呢？       1、合理的设计风量和温升。设备的功率是根据风量和温升计算确定的。风量和温升在达标的前提下，不宜采用过大的风量和温升。螺旋板换热器其中常用的有平直翅片、锯齿翅片、多孔翅片及波纹翅片。风量过大，温度升高，会直接导致功率过大，增加能耗。所以要综合考虑，合理设计，选择合适的参数。       2、翅片换热器表面应该加上保温层。当大多数制造商使用它时，他们只在出口管道上进行保温处理，而不在自己的表面上进行保温处理。数据显示，在表面增加一层保温可以减少部分能耗，长期运行也可以节省大量的能耗。制造商应在表面安装保温层，在设备的管道上安装保温层。       以上就是降低设备的能耗的方法。翅片换热器一般用于加热或冷却空气，具有结构紧凑、单位换热面积大等优点，较广的应用于纺织、印染、石油、化工、干燥、电力等领域。铜管翅片换热器销售