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暖通工程建議用板式換熱器的原因
發布者:-1 時間:2018-12-27 瀏覽次數:

 

板式換熱器是由一係列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道,通過板片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地麵積小、應用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下,其傳熱係數比管式換熱器高3-5倍,占地麵積為管式換熱器的三分之一,熱回收率可高達90%以上。 板式換熱器的型式主要有框架式(可拆卸式)和釺焊式兩大類,板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。

板換換熱效率高、占地麵積小、維修方便、能夠保護主機等,是最直觀的優點。

中文名:板式換熱器

組 成:板式換熱器、平衡槽、熱水裝置等

類 型:框架式(可拆卸式)和釺焊式

標準:GB16409-1996《板式換熱器》

優點:換熱效率高、熱損失小

含義:由一係列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器

板式換熱器結構圖拆解

可拆卸板式換熱器是由許多衝壓有波紋薄板按一定間隔,四周通過墊片密封,並用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成,板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管,同時又合理地將冷熱流體分開,使其分別在每塊板片兩側的流道中流動,通過板片進行熱交換。

基本組成結構如圖所示:

板式換熱器和管殼式換熱器相比較,具有的顯著特點:

1傳熱係數高

由於不同的波紋板相互倒置,構成複雜的流道,使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動,能在較低的雷諾數(一般Re=50~200)下產生紊流,所以傳熱係數高,一般認為是管殼式的3~5倍。

2對數平均溫差大,末端溫差小

在管殼式換熱器中,兩種流體分別在管程和殼程內流動,總體上是錯流流動,對數平均溫差修正係數小,而板式換熱器多是並流或逆流流動方式,其修正係數也通常在0.95左右,此外,冷、熱流體在板式換熱器內的流動平行於換熱麵、無旁流,因此使得板式換熱器的末端溫差小,對水換熱可低於1℃,而管殼式換熱器一般為5℃。

3占地麵積小

板式換熱器結構緊湊,單位體積內的換熱麵積為管殼式的2~5倍,也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所,因此實現同樣的換熱量,板式換熱器占地麵積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。

4容易改變換熱麵積或流程組合

隻要增加或減少幾張板,即可達到增加或減少換熱麵積的目的;改變板片排列或更換幾張板片,即可達到所要求的流程組合,適應新的換熱工況,而管殼式換熱器的傳熱麵積幾乎不可能增加。

5重量輕

板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm,而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm,管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多,板式換熱器一般隻有管殼式重量的1/5左右。

6價格低

采用相同材料,在相同換熱麵積下,板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%。

7製作方便

板式換熱器的傳熱板是采用衝壓加工,標準化程度高,並可大批生產,管殼式換熱器一般采用手工製作。

8容易清洗

框架式板式換熱器隻要鬆動壓緊螺栓,即可鬆開板束,卸下板片進行機械清洗,這對需要經常清洗設備的換熱過程十分方便。

9熱損小

板式換熱器隻有傳熱板的外殼板暴露在大氣中,因此散熱損失可以忽略不計,也不需要保溫措施。而管殼式換熱器熱損失大,需要隔熱層。

10容量小

約為管殼式換熱器的10%~20%。

11單位長度的壓力損失大

由於傳熱麵之間的間隙較小,傳熱麵上有凹凸,因此比傳統的光滑管的壓力損失大。

12不易結垢

由於內部充分湍動,所以不易結垢,其結垢係數僅為管殼式換熱器的1/3~1/10。

13工作壓力不宜過大,介質溫度不宜過高,可能發生泄露

板式換熱器采用密封墊密封,工作壓力一般不宜超過2.5MPa,介質溫度應在低於250℃以下,否則有可能泄露。

14易堵塞

由於板片間通道很窄,一般隻有2~5mm,當換熱介質含有較大顆粒或纖維物質時,容易堵塞板間通道。

基本分類

一般使用中,我們主要根據結構來區分板式換熱器,也就是根據外形來區分,可分為四大類:①可拆卸板式換熱器(又叫帶密封墊片的板式換熱器)、②焊接板式換熱器、③螺旋板式換熱器、④板卷式換熱器(又叫蜂窩式換熱器)。

其中,焊接板式換熱器又分為:半焊接板式換熱器、全焊接板式換熱器、板殼式換熱器、釺焊板式換熱器。

經常使用到的分類還有許多,比如:

1根據單位空間內的換熱麵積的多少,板式換熱器屬於緊湊式換熱器,主要是與管殼式換熱器進行比較,傳統的管殼式換熱器占地較大。

2根據工藝用途,又有不同的叫法:板式加熱器、板式冷卻器、板式冷凝器、板式預熱器。

3根據流程組合,分為單程板式換熱器和多程板式換熱器。

4根據兩種介質的流動方向,分為順流(並流)板式換熱器、逆流板式換熱器、交叉流(橫流)板式換熱器,後兩者用的比較多。

5按照流道的間隙大小,分為常規間隙板式換熱器和寬間隙板式換熱器。

6按照波紋,板式換熱器有更詳細的分別,不再累述,請參考:板式換熱器板片波紋形式。

7.按照是否是成套產品,可分為單機板式換熱器、板式換熱器機組。

板型選擇

板片型式或波紋式應根據換熱場合的實際需要而定。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。根據流體壓力和溫度的情況,確定選擇可拆卸式,還是釺焊式。確定板型時不宜選擇單板麵積太小的板片,以免板片數量過多,板間流速偏小,傳熱係數過低,對較大的換熱器更應注意這個問題。

流程和流道的選擇

流程指板式換熱器內一種介質同一流動方向的一組並聯流道,而流道指板式換熱器內,相鄰兩板片組成的介質流動通道。一般情況下,將若幹個流道按並聯或串聯的方式連接起來,以形成冷、熱介質通道的不同組合。

流程組合形式應根據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、熱水流道內的對流換熱係數相等或接近,從而得到最佳的傳熱效果。因為在傳熱表麵兩側對流換熱係數相等或接近時傳熱係數獲得較大值。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。由於“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上,拆裝方便。

壓降校核

在板式換熱器的設計選型時,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,需重新進行設計選型計算,直到滿足工藝要求為止。

產品設計特點

高效節能、結構緊湊、容易清洗拆裝方便不易結垢、使用壽命長、適應性強、不串液。

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