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一文詳解各類換熱器
發(fā)布日期:2019-06-03

換熱器是不同溫度的兩種或多種流體之間實現(xiàn)熱量傳遞的環(huán)保節(jié)能設(shè)備,其應(yīng)用十分廣泛,是提高能源利用率的關(guān)鍵設(shè)備。

按照傳熱方式,換熱器可分為三大類:

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直接接觸式換熱器,是冷熱流體進(jìn)行直接接觸并換熱的設(shè)備。通常,直接接觸的兩種流體是氣體和汽化壓力較低的液體;

蓄能式換熱器,是利用固體物質(zhì)的導(dǎo)熱特性,通俗來講,熱介質(zhì)先將固體物質(zhì)加熱到一定溫度,冷介質(zhì)再從固體物質(zhì)獲得熱量,通過此過程可實現(xiàn)熱量的傳遞;

間壁式換熱器,是利用了中介物的熱傳導(dǎo),冷、熱兩種介質(zhì)被固體間壁隔開,并通過間壁進(jìn)行熱量交換。間壁式換熱器的應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同,它還可劃分為管式換熱器、板式換熱器和熱管換熱器。

一、管殼式換熱器

管殼式換熱器又稱列管式換熱器,是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應(yīng)用最廣的類型之一。

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但是管殼式換熱器換熱效率不高,占地面積大,經(jīng)濟(jì)成本高。

根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施,管殼式換熱器可分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U型管式換熱器、填料函式換熱器等四種類型。

二、噴淋式換熱器

噴淋式換熱器是管式換熱器的一種,是將換熱管成排地固定在鋼架上,熱流體在管內(nèi)流動,冷卻水從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器。噴淋式換熱器的管外是一層湍動程度較高的液膜,管外給熱系數(shù)較沉浸式增大很多。另外,噴淋式換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發(fā)亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動力的作用。和沉浸式換熱器相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。

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噴淋式換熱器的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜;可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動力的作用;能耐高壓;便于檢修、清洗,水質(zhì)要求低,但冷卻水噴淋不均會影響傳熱效果;只能安裝在室外。

三、套管式換熱器

套管式換熱器是管式換熱器的一種,是由兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接而成的同心圓套管,外面的叫殼程,內(nèi)部的叫管程。兩種不同介質(zhì)可在殼程和管程內(nèi)逆向流動(或同向)以達(dá)到換熱的效果。套管式換熱器通常由殼體(包括內(nèi)殼和外殼)、U型肘管、填料函等組成。

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套管式換熱器的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單,能耐高壓;傳熱面積可根據(jù)需要增減,應(yīng)用方便,但是管間接頭多,易泄露;占地面積較大,單位傳熱面消耗金屬量大。

四、板式換熱器

工作原理:兩種不同的介質(zhì)(冷/熱)通過相應(yīng)材質(zhì)板片實現(xiàn)熱量傳遞,流于A、B兩種不同通道實現(xiàn)冷介質(zhì)加熱或熱介質(zhì)降溫的過程。

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板式換熱器的特點(diǎn):換熱效率高,熱損失少,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,經(jīng)濟(jì)成本低,易于維修等,但其不能應(yīng)用在壓力過大溫度過高的工況。

五、全焊接板式換熱器

全焊接換熱器是板式換熱器的一種新技術(shù)產(chǎn)品,其不使用膠墊,大大拓展了板式換熱器的應(yīng)用范圍,適合于高溫高壓耐腐蝕等環(huán)境,且同時具備了可拆式換熱器換熱效率高,熱損失少,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,經(jīng)濟(jì)成本低,易于清洗等優(yōu)點(diǎn),在很多工況條件下,完全可替代傳統(tǒng)管式換熱器,具有管式換熱器不可比擬的優(yōu)越性,但相比可拆式換熱器造價高。

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目前市場上,全焊接板式換熱器也有以下分類:

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六、夾套式換熱器

夾套式換熱器是板式換熱器的一種,在容器外壁安裝夾套制成,結(jié)構(gòu)簡單;但其加熱面受容器壁面限制,傳熱系數(shù)也不高。為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻,可在釜內(nèi)安裝攪拌器。當(dāng)夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時,亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其它增加湍動的措施,以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù)。為補(bǔ)充傳熱面的不足,也可在釜內(nèi)部安裝蛇管。夾套式換熱器廣泛用于反應(yīng)過程的加熱和冷卻。

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夾套式換熱器的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單;加工方便,但是傳熱面積小,傳熱效率低。

七、螺旋板式換熱器

螺旋板換熱器屬于板式換熱器的一種,是由兩張平行的金屬板卷制而成,在其內(nèi)部形成兩個同心的螺旋形通道。換熱器中央設(shè)置隔板,將螺旋形通道隔開,兩板之間焊有定距柱以維持通道間距。

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螺旋板式換熱器的特點(diǎn)是:傳熱系數(shù)高;不易結(jié)垢和堵塞;能利用溫度較低的熱源;結(jié)構(gòu)緊湊,但是操作壓強(qiáng)和溫度不宜太高;不易檢修。

八、熱管換熱器

熱管是由一根抽除不凝性氣體的密封金屬管內(nèi)充以一定量的某種工作液體而成。工作液體在熱端吸收熱量而沸騰汽化,產(chǎn)生的蒸汽流至冷端冷凝放出潛熱,冷凝液回至熱端,再次沸騰汽化。如此反復(fù)循環(huán),熱量不斷從熱端傳至冷端。

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熱管換熱器的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單,使用壽命長,工作可靠;具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性;冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度,但是抗氧化、耐高溫性能較差。


(本文部分內(nèi)容和圖片來自網(wǎng)絡(luò))


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