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一文詳解各類換熱器
發布日期:2019-06-03

換熱器是不同溫度的兩種或多種流體之間實現熱量傳遞的環保節能設備,其應用十分廣泛,是提高能源利用率的關鍵設備。

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,是冷熱流體進行直接接觸並換熱的設備。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,是利用固體物質的導熱特性,通俗來講,熱介質先將固體物質加熱到一定溫度,冷介質再從固體物質獲得熱量,通過此過程可實現熱量的傳遞;

間壁式換熱器,是利用了中介物的熱傳導,冷、熱兩種介質被固體間壁隔開,並通過間壁進行熱量交換。間壁式換熱器的應用最為廣泛。根據結構的不同,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麵作為傳熱麵的間壁式換熱器。這種換熱器結構較簡單,可用各種結構材料(主要是金屬材料)製造,能在高溫、高壓下使用,是目前應用最廣的類型之一。

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但是管殼式換熱器換熱效率不高,占地麵積大,經濟成本高。

根據所采用的補償措施,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,管外給熱係數較沉浸式增大很多。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是:結構簡單、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;便於檢修、清洗,水質要求低,但冷卻水噴淋不均會影響傳熱效果;隻能安裝在室外。

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準管連接而成的同心圓套管,外麵的叫殼程,內部的叫管程。兩種不同介質可在殼程和管程內逆向流動(或同向)以達到換熱的效果。套管式換熱器通常由殼體(包括內殼和外殼)、U型肘管、填料函等組成。

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套管式換熱器的特點是:結構簡單,能耐高壓;傳熱麵積可根據需要增減,應用方便,但是管間接頭多,易泄露;占地麵積較大,單位傳熱麵消耗金屬量大。

四、板式換熱器

工作原理:兩種不同的介質(冷/熱)通過相應材質板片實現熱量傳遞,流於A、B兩種不同通道實現冷介質加熱或熱介質降溫的過程。

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板式換熱器的特點:換熱效率高,熱損失少,結構緊湊,占地麵積小,經濟成本低,易於維修等,但其不能應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產品,其不使用膠墊,大大拓展了板式換熱器的應用範圍,適合於高溫高壓耐腐蝕等環境,且同時具備了可拆式換熱器換熱效率高,熱損失少,結構緊湊,占地麵積小,經濟成本低,易於清洗等優點,在很多工況條件下,完全可替代傳統管式換熱器,具有管式換熱器不可比擬的優越性,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製成,結構簡單;但其加熱麵受容器壁麵限製,傳熱係數也不高。為提高傳熱係數且使釜內液體受熱均勻,可在釜內安裝攪拌器。當夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時,亦可在夾套中設置螺旋隔板或其它增加湍動的措施,以提高夾套一側的給熱係數。為補充傳熱麵的不足,也可在釜內部安裝蛇管。夾套式換熱器廣泛用於反應過程的加熱和冷卻。

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夾套式換熱器的特點是:結構簡單;加工方便,但是傳熱麵積小,傳熱效率低。

七、螺旋板式換熱器

螺旋板換熱器屬於板式換熱器的一種,是由兩張平行的金屬板卷製而成,在其內部形成兩個同心的螺旋形通道。換熱器中央設置隔板,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是:傳熱係數高;不易結垢和堵塞;能利用溫度較低的熱源;結構緊湊,但是操作壓強和溫度不宜太高;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。如此反複循環,熱量不斷從熱端傳至冷端。

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熱管換熱器的特點是:結構簡單,使用壽命長,工作可靠;具有極高的導熱性、良好的等溫性;冷熱兩側的傳熱麵積可任意改變、可遠距離傳熱、可控製溫度,但是抗氧化、耐高溫性能較差。


(本文部分內容和圖片來自網絡)


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