換熱器的選型應用
? 板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。其換熱效率較高、熱損失較小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛。
1：構(gòu)造組成?
⒈板式換熱器板片和板式換熱器密封墊片
⒉固定壓緊板
⒊活動壓緊板
⒋夾緊螺栓
⒌上導桿
⒍下導桿
⒎前、后立柱
2、運行原理?
板式換熱器板片之間由密封墊片進行密封并導流,分隔出冷/熱兩個流體通道,冷/熱換熱介質(zhì)分別在各自通道流過,與相隔的板片進行熱量交換，以達到用戶所需溫度。每塊板片四角都有開孔，組裝成板束后形成流體的分配管和匯集管，冷/熱介質(zhì)熱量交換后，從各自的匯集管回流后循環(huán)利用。
間壁式傳熱單流程結(jié)構(gòu)
間壁式傳熱雙流程結(jié)構(gòu)
原則一：看板型?
1、板片型式或波紋式應根據(jù)換熱場合的實際需要而定。
2、對流量大允許壓降小的情況，應選用阻力小的板型，反之選用阻力大的板型。
3、根據(jù)流體壓力和溫度的情況，確定選擇可拆卸式，還是釬焊式。
4、確定板型時不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數(shù)量過多，板間流速偏小，傳熱系數(shù)過低，對較大的換熱器更應注意這個問題。
原則二：看流程和流道
流程指板式換熱器內(nèi)一種介質(zhì)同一流動方向的一組并聯(lián)流道，而流道指板式換熱器內(nèi)，相鄰兩板片組成的介質(zhì)流動通道。一般情況下，將若干個流道按并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接起來，以形成冷、熱介質(zhì)通道的不同組合。
流程組合形式應根據(jù)換熱和流體阻力計算，在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內(nèi)的對流換熱系數(shù)相等或接近，從而得到最佳的傳熱效果。因為在傳熱表面兩側(cè)對流換熱系數(shù)相等或接近時傳熱系數(shù)獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等，但在換熱和流體阻力計算時，仍以平均流速進行計算。由于“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上，拆裝方便。
原則三：看壓降校核
在板式換熱器的設(shè)計選型時，一般對壓降有一定的要求，所以應對其進行校核。如果校核壓降超過允許壓降，需重新進行設(shè)計選型計算，直到滿足工藝要求為止。
1、流速及取值：
①、換熱管網(wǎng)流速：指進、出水管路，見流速表。
②、機組總管流速：管徑≦?80時，選1m/s，≧?100時，見下面流速表。
③、角孔流速：最大為6m/s?（四個進出口）。
④、板間流速：0.4?～?0.8m/s（L型0.8，M型0.6，H型0.4）。
2、換熱面積：
指換熱器的面積，單板面積*參與換熱片數(shù)（總片數(shù)減二）
①、換熱面積的計算：
換熱面積=換熱量/換熱系數(shù)/對數(shù)平均溫差/污垢系數(shù)
②、換熱量的計算：
換熱量=建筑面積*采暖熱指標（即熱負荷，見下圖指標表）
3、介質(zhì)參數(shù)：
①、區(qū)域供暖：暖氣采暖/地熱采暖：110/75?℃?– 50/75
②、區(qū)域供暖：地熱采暖：110/75℃- ?40/50?℃
③、樓宇空調(diào)：風機盤管采暖：110/75℃?– 50/60?℃
④、生活熱水：洗浴、廚房、洗衣房：70/50℃?– 10/55?℃
⑤、泳池供水：游泳池恒溫供水：110/70℃?– 10/40?℃
⑥、超高層空調(diào)制冷：冷水轉(zhuǎn)換：7/11℃?– 8/12?℃
? ? ? ? 現(xiàn)今板式換熱器選型計算一般都采用軟件選型。常規(guī)手算方法和公式如下：
(1)?求熱負荷Q
Q=G．ρ．ＣP．Δt
(2)?求冷熱流體進出口溫度
t2=t1+ Q /G?．ρ．ＣP
(3)?冷熱流體流量
Ｇ=Q /?ρ．ＣP?．(t2-t1 )
(4)?求平均溫度差Δtm
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2
(5)?選擇板型
若所有的板型選擇完，則進行結(jié)果分析。
(6)?由Ｋ值范圍，計算板片數(shù)范圍Ｎmin，Ｎmax
Ｎmin = Q / Kmax?．Δtm?．F P?．β
Ｎmax = Q / Kmin?．Δtm?．F P?．β
(7)?取板片數(shù)N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax ）
若N已達Ｎmax，做（5）。
(8)?取N的流程組合形式，若組合形式取完則做（7）。
(9)?求Re，Nu
Re = W?．de/?ν
Nu =a1．Rea2．Pra3
(10)求a，K傳熱面積Ｆ
a = Nu?．λ/ de
K= 1 / 1/ah+1/ ac+γc+γc+δ/λ0
F=Q /K?．Δtm?．β
(11)由傳熱面積Ｆ求所需板片數(shù)ＮＮ
ＮＮ= F/ Fp+ 2
(12)若N＜NN，做（８）。
(13)求壓降Δp
Eu = a4．Rea5
Δp = Eu?．ρ．W2?．ф
(14)?若Δp＞Δ允 ，做（８）；
若Δp≤Δ允 ，記錄結(jié)果，做（８）。
1．（1）、（2）、（3）根據(jù)已知條件的情況進行計算。
2．當T1-t2=T2-t1時采用Δtm = (T１-t2)+(T2-t1)/2
3．修正系數(shù)β一般0.7～0.9。
4．壓降修正系數(shù)ф，單流程ф度=1～1.2?，二流程、三流程ф=1.8～2.0，四流程ф=2.6～2.8。
5．a(chǎn)1、a2、a3、a4、a5為常系數(shù)。
選型計算各公式符號的意義及單位
| 符號 | 意 義 | 單位 | 符號 | 意 義 | 單位 |
| Q | 熱負荷 | W | Cp | 比熱KJ/kg℃ | |
| ρ | 流體密度 | Kg/ m3 | Δtm | 平均溫差 | ℃ |
| G | 體積流量 | m3/s | F | 傳熱面積 | m2 |
| K | 傳統(tǒng)系數(shù) | W/ m2℃ | W | 流 速 | m/s |
| T1、T2 | 熱介質(zhì)進出口溫度 | ℃ | t1、t2 | 熱介質(zhì)進出口溫度 | ℃ |
| m | 流程數(shù) | n | 流道數(shù) | ||
| α | 對流換熱系數(shù) | W/ m2℃ | f | 單通道截面積 | m2 |
| ν | 運動粘度 | m2/s | λ | 介質(zhì)導熱系數(shù) | W/ m℃ |
| Δp | 阻力損失 | Mpa | Eu | Eu = Δp / ρ. W2 | 無量綱 |
| Re | 雷諾數(shù)Re = W ．de /ν | 無量綱 | de | 當量直徑 | m |
| Nu | Nu = de．α / γ | 無量綱 | Pr | 普朗特數(shù) | |
| λ0 | 板片導熱系數(shù) | W/ m℃ | t | 板 厚 | m |
| β | 修正系數(shù) | h、c | 熱、冷介質(zhì)角標 | ||
| γP | 熱介質(zhì)污垢熱阻 | m2℃/W | γc | 冷介質(zhì)污垢熱阻 | m2℃/W |
選用板式換熱器就是要選擇板片的面積,它的選擇主要有兩種方法，但這兩種都比較難理解，最簡單的是套用公式：
Q=K×F×Δt
Q——熱負荷
K——傳熱系數(shù)
F——換熱面積
Δt——傳熱溫差（一般用對數(shù)溫差）
傳熱系數(shù)取決于換熱器自身的結(jié)構(gòu)，每個不同流道的板片，都有自身的經(jīng)驗公式，如果不嚴格的話，可以取2000~3000。最后算出的板換的面積要乘以一定的系數(shù)如1.2。
即熱式特點：可保證用戶隨時隨地均有熱水供應，系統(tǒng)緊湊，無需儲罐，需要較大的鍋爐容量需要較大的熱交換器。
半即熱式特點：需要較小的鍋爐容量，需要較小的熱交換器，儲罐內(nèi)易生長細菌，需要額外的地方安放儲罐。
制冷空調(diào)系統(tǒng)冷凝器側(cè)應用：
1?冷卻塔水冷卻凝結(jié)水
2?海水、河水或井水冷卻凝結(jié)水
3?乙二醇冷卻凝結(jié)水
4?短路冷凍機組系統(tǒng)
5?地下水冷/熱源系統(tǒng)
6?熱回收系統(tǒng)
冷凝水側(cè)熱交換器可以起到以下作用：
保護冷凝器免受污染、結(jié)垢和腐蝕
代替冷凝器承受冷卻水側(cè)壓力
能夠在季節(jié)許可時不運行冷凍機組
能夠?qū)崿F(xiàn)熱回收
節(jié)省昂貴的添加劑
冷卻塔水冷卻凝結(jié)水
海水、河水、或井水冷卻凝結(jié)水
乙二醇冷卻凝結(jié)水
短路冷凍機組系統(tǒng)
地下水冷/熱源系統(tǒng)
熱回收系統(tǒng)
蒸發(fā)側(cè)的應用：
1?壓力接力系統(tǒng)
2?分離冷卻循環(huán)水?(無壓力接力功能)
3?蓄冰系統(tǒng)
4?區(qū)域供冷系統(tǒng)
5?天花板供冷系統(tǒng)
蒸發(fā)器側(cè)熱交換器可以起到以下作用：
避免冷凍機組承受高壓(壓力接力系統(tǒng))
減少昂貴、低效添加劑的用量
分離冷卻水系統(tǒng)，以保證局部系統(tǒng)清潔度很高(電子元件生產(chǎn))
減少泄漏所帶來的損害
分離冷卻循環(huán)水系統(tǒng)
蓄冰系統(tǒng)
區(qū)域供冷系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)其它應用方案
夏、冬季供冷、熱轉(zhuǎn)換
冷凍水預冷卻系統(tǒng)
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