换热器的选型10课件讲解

换热器的选型换热器的工作原理及分类一“换热器”是热交换器的简称。

换热器是用来把温度较高流体的热能传递给温度较低流体的一种热交换设备。根据热媒种类的不同：汽—水换热器（以蒸汽为热媒）水－水换热器（以高温热水为热媒）

根据换热方式的不同：

表面式换热器：被加热热水与热媒不接触，通过金属表面进行换热，如壳管式、容积式、板式和螺旋板式换热器等。混合式换热器：被加热热水与热媒直接接触，如淋水式换热器，喷管式换热器等。

表面式换热器在供热系统中，因高低温两种热介质相互不接触混合,运行管理方便，可靠性好，技术经济性高等优点而被普遍应用。表面式换热器常用的表面式换热器:管壳式换热器容积式换热器板式换热器1）壳管式汽—水换热器固定管板式汽—水换热器U形壳管式汽—水换热器浮头式壳管汽—水换热器管壳式换热器固定管板式汽—水换热器1—封头；2—法兰；3—壳体；5—换热管；6—波形膨胀节；7—折流板（或支持板）；8—防冲板；9—壳程接管；10—管板；11—管程接管；12—隔板；13—封头；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉杆；18—排气口；4；19—垫片；20、21—螺栓、螺母

固定管板式换热器结构示意图231在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。结构简单；优点：231当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时会产生温差应力，解决措施是在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高；只适用于流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的工作场合。壳程不能进行机械清洗；缺点：这种型式的汽－水换热器只适用于小温差，压力低，结垢不严重的场合。为解决外壳和管束热膨胀不同的缺点，常需在壳体中部加波形膨胀节，以达到热补偿的目的。U形壳管式汽—水换热器1—中间挡板；2—U形换热管；3—排气口；4—防冲板；5—分程隔板U形管式换热器结构示意图优点：231它只有一块管板，法兰数量少，泄露点少、结构简单；U型管式换热器运行可靠，造价低。管束可以自由浮动，无须考虑温差应力，可用于大温差场合；231管束最内层的管间距大，壳程易短路。当管内流速太高时，将会对U形弯管段产生严重的冲蚀，影响其使用寿命；内层管若损坏就不能更换，因而报废率较高。管内清洗比较困难。由于管子需要有一定的弯曲半径，管板的利用率较低；缺点：浮头式壳管汽—水换热器1—防冲板；2—折流板；3—浮头管板；4—钩圈；5—支耳浮头式壳管汽—水换热器结构示意图优点缺点结构较复杂，用材量大，造价高；如果浮头盖与浮动管板之间密封不严，会发生内漏，造成两种介质的混合。若换热管与壳体有温差存在，即壳体或换热管膨胀时，不会产生温差应力；管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。2）壳管式水—水换热器分段式水—水换热器套管式水—水换热器分段式水—水换热器

分段式水－水换热器,是将壳管式的整个管束分成若干段，将各段用法兰连接起来。分段式水—水换热器

每段采用固定管板，外壳上有波形膨胀节，以补偿管子的热膨胀。分段式水—水换热器

分段既能使流速提高，又能使冷、热水的流动方向接近于纯逆流的方式，传热效果较好。分段式水—水换热器

此外换热面积的大小还可以根据需要的分段数来调节。为了便于清除水垢，高温水多在管外流动，被加热水则在管内流动。套管式水—水换热器结构简单，能耐高压；1传热面积可根据需要增减，应用方便。2优点：管间接头多，易泄露；1占地面积较大，单位传热面消耗金属量大。2缺点：容积式换热器

容积式换热器的内部设有并联在一起的U形弯管管束，蒸汽或加热水自管内流过。容积式换热器分为容积式汽—水换热器容积式水—水换热器。容积式换热器有一定的储水作用，传热系数小，热交换效率低。板式换热器1-加热板片2-固定盖板3-活动盖板4-定位螺栓5-压紧螺栓

6-被加热水进口7-被加热水出口8-加热水进口9-加热水出口板式换热器结构示意图

板式换热器是一种传热系数很高、结构紧凑、容易拆卸、热损失小、不需保温、质量轻、体积小、适用范围大的新型换热器。优点缺点是板片间截面积较小，易堵塞，且周边很长，密封麻烦，容易渗漏，金属板片薄，刚性差。不适用高温高压系统，主要应用于水—水换热系统。混合式换热器淋水式换热器喷管式汽—水换热器

淋水式换热器是由壳体和带有筛孔的淋水板组成的圆柱形罐体。被加热水由换热器顶部进入，经过淋水盘上的筛孔及溢流板流下；蒸汽由上侧部进入，与被加热水进行热交换，被加热后的热水从下部引出，送至用户。淋水式换热器123容量大，可兼作膨胀水箱起储水、定压作用；汽、水之间直接接触换热，换热效率高。凝结水不能回收，增加了集中供热系统热源处的水处理量。特点：喷管式汽—水换热器1—外壳；2—多孔喷管；3—泄水阀；4—网盖；5—填料被加热水从左侧进入喷管，蒸汽从喷管外侧通过在管壁上的许多向前倾斜的喷嘴喷入水中。在高速流动中，蒸汽凝结放热，变成凝结水；被加热水吸收热量，与凝水混合。喷管式汽—水换热器1—外壳；2—多孔喷管；3—泄水阀；4—网盖；5—填料喷射式汽—水换热器可以减少蒸汽直接通入水中产生的振动和噪声。为保证蒸汽与水正常混合，要求使用的蒸汽压力至少应比换热器入口水压高0.1MPa。换热器的选型计算二

换热器的计算是在换热量和结构已经确定，换热器出入口的加热介质和被加热介质温度已知的条件下，确定换热器必需的换热面积，或校核已选用的换热器是否满足需要。

换热器的换热面积F----换热器的传热面积(m2)Q----被加热水所需热量(w)K----换热器的传热系数「W/(m2﹒℃)]；

Δtpj---加热与被加热流体间的对数平均温差(℃)B———考虑水垢影响而取的系数汽－水换热器时，B＝0.9～0.85；水－水换热器时，B＝0.8～0.7；加热与被加热流体间的对数平均温差Δta----换热器同一侧冷热流体较大温差端的温差(℃)Δtb----换热器同一侧冷热流体较小温差端的温差(℃)。

当

Δta/Δtb≤2时，可按算术平均温差计算,其误差不到4%,即：流体温度沿传热面变化示意图（顺流）（逆流）

板式换热器冷、热流体的流动形式主要有2种：两者平行且同向流动时称为顺流；两者平行而反向流动时称为逆流。

根据流体温度沿传热面变化示意图，我们可以看到当计算换热器的对数平均温差时，根据冷热流体的流动方向的不同:对顺流换热器对逆流换热器Δta为和两个温差较大的一个温差，而Δtb为另一个较小的温差。

传热系数K

换热器设计选型基本原则三1应选择高效、紧凑、便于维护管理、使用寿命长的换热器，其类型、构造、材质与换热介质理化特性及换热系统使用要求相适应；2热泵空调系统，从低温热源取热时，应采用能以紧凑形式实现小温差换热的板式换热器；3水-水换热器宜采用板式换热器。规定1换热器总台数不应多于四台。全年使用的换热系统中，换热器的台数不应少于两台；非全年使用