板式換熱器的選型及應(yīng)用

宋亞非

摘? ?要：隨著社會的不斷進步，現(xiàn)代科技的發(fā)展日新月異。在板式換熱器技術(shù)上也得到了很大的改進，無論是在板式換熱器的工作效率、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、占地面積、安裝維修等方面都變得更加簡便快捷。近年來市場上銷售的板式換熱器不僅使用范圍涉及的領(lǐng)域更廣泛，在種類及外觀上都有很大的變化。本文對現(xiàn)在市場銷售的板式換熱器的種類、性能、外觀、應(yīng)用領(lǐng)域等做詳細的產(chǎn)品介紹與分析。讓廣大用戶更加了解并合理使用板式換熱器起到了指導(dǎo)的作用。

關(guān)鍵詞：換熱器? 導(dǎo)熱效率? 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)? 拆卸安裝

中圖分類號：TK172? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（a）-0054-02

換熱器，又稱為熱交換器，它是將熱（高溫）流體的一部分熱量傳遞給冷（低溫）流體的機械設(shè)備[1]。此設(shè)備應(yīng)用面非常的廣泛，如動力傳動、化工行業(yè)、石油、船舶工業(yè)、食品加工等方面。由此可見，換熱器在人類的工作生活中起到較為重要的作用，所以人們對換熱器的要求也逐漸提高。下面內(nèi)容主要介紹最新研究的換熱器——板式換熱器

1? 產(chǎn)品簡介

（1）板式換熱器的組成：板式換熱器是由帶有波紋形狀的一套金屬薄板排列組裝而成的。主要零部件由金屬薄板片（傳熱）、墊片（密封）、（上、下）導(dǎo)桿、端頭壓板、支撐掛架、雙頭夾緊螺栓等組成。板式換熱器主要通過金屬薄板也稱傳熱板片進行熱交換作用。傳熱板片的波紋一般加工成人字型（主要）、水平形、斜波形等類型，與傳統(tǒng)型管殼式換熱器相比較，在同一工作環(huán)境下，板式換熱器的傳熱效率高于管殼式傳熱效率的4倍左右[2]。

（2）板式換熱器的發(fā)展：隨著國內(nèi)科技的不斷進步，用戶的要求不斷提高。到1980年，國內(nèi)換熱器產(chǎn)品也在快速更新，技術(shù)開發(fā)人員從板式換熱器最重要的幾個功能部件進行研發(fā)，使板式換熱器在傳熱效率、體積縮小、重量減輕等方面都得到了很大的提升。同時板式換熱器應(yīng)用的環(huán)境較為廣泛，所以在研發(fā)該設(shè)備時一定要加強產(chǎn)品的適應(yīng)性[3]。使板式換熱器在不同的環(huán)境工作中都能夠達到較高的傳熱效率，滿足用戶的需求。

2? 板式換熱器的結(jié)構(gòu)

板式換熱器主要由兩部分組成，分別是起著支撐作用的支撐架和傳熱作用的金屬板片。（1）金屬板片的選材多樣化，板片上的波紋形狀根據(jù)不同的壓制模型而變化。薄板片的四個角設(shè)有角孔和密封墊片。當板式換熱器工作時，密封墊片按工藝組合密封連接傳熱板，兩角孔互相連接，連接起來的通道形狀類似迷宮一樣。使通道內(nèi)的導(dǎo)熱物質(zhì)在鄰近通道內(nèi)反向流動，增強熱輻射，對流換熱，使熱傳遞工作效率更加完善。（2）支撐架是由固定壓板、（上、下）導(dǎo)桿、支撐掛架、雙頭夾緊螺栓等組成。板式換熱器的金屬板片是疊置在支撐框架之間，并采用雙螺紋螺栓夾緊固定而成。

3? 板式換熱器的功能

（1）快速的熱傳遞。如前所述，板式換熱器的金屬板片被設(shè)計成多種多樣的波紋是為了防止換熱器在工作過程中，在很低的流速下會產(chǎn)生較強的激流反應(yīng)。設(shè)計金屬板片上的波紋是為了達到較高的金屬板片換熱率的目的。激流本身具有自動清洗的功能，可去除污垢。這就是板式換熱器傳熱速率進一步提高的原因。通常板式換熱器的熱傳遞系數(shù)在3～6kV/m2攝氏度左右。同時通過更詳細的實驗分析獲得更多數(shù)據(jù)，可以看出達到相同換熱率情況下，管殼式換熱器是板式換熱器占地面積的二倍到四倍。

（2）安全指數(shù)高。板式換熱器一般都是通過介質(zhì)-介質(zhì)換熱的模式，在安裝每個金屬板片時都做了防泄漏的設(shè)計，就是在波紋板片之間添加耐（高、低）溫及腐蝕功能的密封墊片。此密封墊是帶有兩條通道的結(jié)構(gòu)，而且上面還有泄露的信號孔，若有泄露現(xiàn)象發(fā)生，用戶可以及時發(fā)現(xiàn)同時泄露物可以從信號孔泄出。

（3）板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間與其他類型對比明顯更小，占用的空間約為傳統(tǒng)換熱器的一半，或者更小。但是整體效率又有較大提升。板式換熱器不僅節(jié)約了空間，也有利于維修操作。當機器出現(xiàn)問題需要維修或維護時，由于其結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，更有利于使用者自己進行維修維護。

（4）板式換熱器對流速的控制更加合理可控，這大大減少了由阻力造成的損失，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，損失可以降低到傳統(tǒng)式的1/3以內(nèi)。

（5）板式換熱器更加節(jié)能環(huán)保，由于其緊密的結(jié)構(gòu)特點，造成其使用能源量較少，同時發(fā)生的熱損失也相對較小。另外，除非惡劣的環(huán)境因素，否則不用保溫處理。

（6）隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的需求更趨向于多元化。板式換熱器的設(shè)計類型及使用材質(zhì)也隨之有了大幅度的更新。用以滿足各個行業(yè)的不同需求。因為板式換熱器與傳統(tǒng)換熱器對比具備節(jié)能、高效、安全等特點。所以越來越被用戶所青睞。也進一步促進了板式換熱器設(shè)計、制造成本的降低。促進了行業(yè)發(fā)展。

4? 如何根據(jù)需求正確選擇換熱器

板式換熱器與傳統(tǒng)換熱器比較，具備占用空間小、節(jié)能、高效、安全、易維修等特點，得到了廣大使用這的廣泛認可。這也使得板式換熱器行業(yè)進入了高速發(fā)展的階段[4]。各種大小、規(guī)格、材質(zhì)、設(shè)計結(jié)構(gòu)的板式熱水器也逐漸被研發(fā)并投入各行各業(yè)的使用。但是由于行業(yè)標準沒有及時跟進，造成各制造廠家設(shè)計生產(chǎn)的板式換熱器也五花八門，各具特色。根據(jù)使用場所和使用環(huán)境，確定換熱器的系統(tǒng)、參數(shù)、密封等級、材料使用、板片的長寬高厚尺寸。所以我們在選擇板式換熱器時，在考慮上述基本因素的基礎(chǔ)上好，還要考慮選擇性價比，在適合的本單位的基本情況下，要做到性價比最高。因為不同的板式換熱器生產(chǎn)廠家的功率、壽命，用戶滿意度都有差異。那么在具體選擇時應(yīng)該如何選擇呢？下面將從板形、流程和流道、壓降三個方面做以詳細介紹。

（1）板式換熱器板形的鑒別。首先應(yīng)該選在單片板形中，面積較大的換熱器。因為這樣可以在同等功率是，板片的數(shù)量相對較少，有利于流速的提高，相應(yīng)的也減少了熱傳導(dǎo)損失。越大的板式換熱器越應(yīng)該考慮單片板形的面積。其次根據(jù)使用情況進行選擇，對于流量需求較大且不可以出現(xiàn)較大的壓力降低的情況，我們可以選擇相對阻力較小的板形。相反的情況時，我們需要選擇相對阻力較大的板形。

（2）如何選擇板式換熱器的流道。在板式換熱器中，由兩個靠近的板片形成的通路，叫做通道。在選擇板式換熱器時，需要選擇其中熱傳導(dǎo)效果最好的。這就需要使冷水通道內(nèi)換熱比率和熱水通道內(nèi)的換熱比率相同或者較為接近。這需要經(jīng)過細致的計算得出。以滿足各使用單位具體的要求。

（3）如何考慮板式換熱器的壓降。壓降在板式換熱器的選擇時，是必須要校對的項目。如果經(jīng)過計算，選擇的換熱器壓降超過使用要求允許值。則需要重新計算選擇。

5? 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們的需求的多元化發(fā)展。越來越多不同型號規(guī)格的板式換熱器逐漸進入不同的行業(yè)。同時研發(fā)技術(shù)也逐年提高。環(huán)保材料，高能材料也逐漸應(yīng)用到換熱器的制造中，同時也降低了制造成本，進而也促進了行業(yè)的發(fā)展。但是行業(yè)標準的建立還不是很健全，各制造廠家都在自行研發(fā)制造。我們需要針對各模塊建立相應(yīng)的標準。同時規(guī)范標準的實施。進一步加快板式換熱器行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 賀平，孫剛.供熱工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.

[2] 李善化，康慧.實用集中供熱手冊[M].北京：中國電力出版社，2006.

[3] 陸耀慶.實用供熟空調(diào)設(shè)計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4] 舒雯.板式換熱器的質(zhì)量分析和結(jié)構(gòu)改造[J].冶金動力，2007（1）：69.