揭秘板式換熱器不為人知設(shè)計原理
隨著國家對環(huán)保和能源的重視，集中供熱系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和煤改電的推廣，大大減少了燃煤對城市環(huán)境的污染，也節(jié)約能源。這是一項造福當(dāng)代人民又造福后代子孫的偉大工程。
在此其中，換熱器是供暖系統(tǒng)中非常為重要的部件，然在換熱器的發(fā)展中，板式換熱器占有非常重要的地位。板式換熱器主要包含兩種：可拆板式換熱器，不可拆板式換熱器(即釬焊式板式換熱器)，板式換熱器以其高傳熱系數(shù)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等優(yōu)點，在船舶、汽車、化工、機械等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，下面我們主要探討板式換熱器的應(yīng)用和優(yōu)化設(shè)計。
1、板式換熱器的優(yōu)點
板式換熱器具有傳熱系數(shù)高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，易維護(hù)等優(yōu)點。在同等換熱量的條件下，所占空間僅為管殼式換熱器的1/2~1/3，并且不需要像管殼式換熱器那樣預(yù)留出很大的空間用來拉出管束檢修。在多聯(lián)機和熱風(fēng)機等對空間要求比較高的系統(tǒng)，板式換熱器相比其他換熱器有其*的優(yōu)勢。板式換熱器較之管殼式換熱器還有如下優(yōu)點：
(1)溫差小
板式換熱器內(nèi)部流動有強烈的湍流，傳熱系數(shù)非常高，在換熱器中進(jìn)行流動換熱后，可使熱交換器的一、二次流的溫度差很小，有時溫差能夠趨近1℃～3℃。
(2)熱損失小
由于板式換熱器只有封后板及周邊暴露在大氣中，所以熱損失非常小，一般為1%左右，如果采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?，熱損更低。在相同換熱面積情況下，板式換熱器的換熱損失僅為管殼式換熱器的1/5。
(3)重量輕
在相同換熱面積情況下，重量則不到管殼式的一半。
2、板式換熱器設(shè)計的一般原則
板片型式的選擇
板片型式目前主要有H、L、M型，波紋目前主流為人字形波紋，出于流阻和新應(yīng)用考慮，也有設(shè)計其他波紋形式，考慮兩側(cè)流體流量非對稱和高效換熱，有細(xì)波紋和非對稱高低波紋形式。常規(guī)制冷空調(diào)應(yīng)用選擇H板，具有較高的傳熱系數(shù)，同時流阻較大;對于能力要求不高，但流阻要求低，選擇L板;對能力和流阻均有一定的要求，可選擇M板。板片型式還應(yīng)考慮工作壓力，流體類型，流體粘性，流速，實際應(yīng)用等綜合選擇。
單板面積的選擇
板換選型，單板面積過小，則板片數(shù)多，也即厚度方向尺寸大，流道多，對于兩相流應(yīng)考慮分配;反之，單片面積大，片數(shù)少，但難以保證板間通道合適的流阻。板片選擇應(yīng)綜合考慮流阻、通道流速、流體分配及公司實際工藝水平。
流速的選取
流體在板間的流速，影響換熱性能和流體壓力降，流速高固然換熱系數(shù)高，但流體的壓降也增大;反之情況相反。一般不同的波紋深度有一個合適的流速范圍，流速低于zui低要求值時流體就達(dá)不到湍流狀態(tài)且會形成較大的死角區(qū)，這在板式換熱器作為蒸發(fā)器時使用非常危險，有冰凍、冰爆的風(fēng)險，流速過高則會導(dǎo)致壓降劇增，選擇合理的流速，保持高湍流既能提高換熱效率，還能充分發(fā)揮清洗作用，將板式換熱器內(nèi)部污垢、雜質(zhì)帶出，避免由此引起點蝕、冰爆風(fēng)險。具體設(shè)計時，可以先確定一個流速，計算其壓降是否在合理的范圍內(nèi);也可按給定的壓力降來求出流速的初選值。
流向的選取
無相變換熱時，逆流具有高的平均傳熱溫差。在一般換熱器的工程設(shè)計中都盡量把流體布置為逆流。
壓降要求
在板式換熱器的設(shè)計選型時，一般對壓降有一定的要求，所以應(yīng)對其進(jìn)行校核。如果校核壓降超過允許壓降，需重新進(jìn)行設(shè)計選型計算，直到滿足要求為止。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上考慮，對于水水換熱器的壓降應(yīng)不大于100KPa為宜，氟氟換熱壓降不大于50KPa為宜。
