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暖通丨工程丨板式換熱器知識(shí)

2022-07-21 00:00:00

板式換熱器的型式首要有結(jié)構(gòu)式(可拆開式)和釬焊式兩大類,板片形式首要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。

釬焊換熱器結(jié)構(gòu)

首要結(jié)構(gòu)

板式換熱器板片板式換熱器密封墊

⒉固定壓緊板

⒊活動(dòng)壓緊板

⒋夾緊螺栓

⒌上導(dǎo)桿

⒍下導(dǎo)桿

⒎后立柱

由一組板片疊放成具有通道型式的板片包。兩端別離配置帶有接管的端底板。

整機(jī)由真空釬焊而成。相鄰的通道別離活動(dòng)兩種介質(zhì)。相鄰?fù)ǖ乐g的板片壓制成波紋。型式,以強(qiáng)化兩種介質(zhì)的熱交換。在制冷用釬焊式板式換熱器中,水流道總是比制冷劑流道多一個(gè)。


圖示為單邊流,有些換熱器做成對(duì)角流,即:Q1和Q3包容一種介質(zhì),而Q2和Q4包容另一種介質(zhì)。

一切都是螺桿和螺栓結(jié)構(gòu),便于現(xiàn)場(chǎng)拆開和修復(fù)。

運(yùn)轉(zhuǎn)原理

板式換熱器是由帶必定波紋形狀的金屬板片疊裝而成的新式高效換熱器,構(gòu)造包括墊片、壓緊板(活動(dòng)端板、固定端板)和結(jié)構(gòu)(上、下導(dǎo)桿,前支柱)組成,板片之間由密封墊片進(jìn)行密封并導(dǎo)流,分隔出冷/熱兩個(gè)流體通道,冷/熱換熱介質(zhì)別離在各自通道流過(guò),與相隔的板片進(jìn)行熱量交換,以到達(dá)用戶所需溫度。

每塊板片四角都有開孔,組裝成板束后形成流體的分配管和匯集管,冷/熱介質(zhì)熱量交換后,從各自的匯集管回流后循環(huán)利用。

換熱原理:間壁式傳熱。

單流程結(jié)構(gòu):只有2塊板片不傳熱-頭尾板。

雙流程結(jié)構(gòu):每一個(gè)流程有3塊板片不傳熱。

板片和流道

一般有二種波紋的板片 (L 小角度和 H大角度),這樣就有三種不同的流道(L, M 和 H),如下所示:

L:小角度

由相鄰小夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)低,阻力小。適用于大流量,傳熱弱(低比熱或溫差小)的狀況,如:環(huán)境壓力下的空氣傳熱。

H:大角度

由相鄰大夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)高,阻力大。適用于小流量但傳熱強(qiáng)(高比熱,有相變或大溫差)的狀況,如:制冷劑相變傳熱。

M:通道

由相鄰大/小夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)和阻力介于H和L通道之間。

L+L = 小角度流道



L+H = 混合流道



H+H=大角度流道



在這三種流道中選擇,并依據(jù)特殊的工況定身量做和選型。

理論上,一臺(tái)換熱器能夠混用不同類型的流道,如H型之后是M型。

但關(guān)于有相變的狀況,這會(huì)導(dǎo)致第一個(gè)H流道和最后一個(gè)M流道之間介質(zhì)的分配失調(diào),因而,在各類制冷用BPHE中不予采用。

板片波紋的首要效果:使得流體紊流,強(qiáng)化傳熱相鄰板片的波紋形成觸摸抗點(diǎn),提高耐壓功用。

注:巧克力分布去:使流體均勻流過(guò)整個(gè)板片,在 A 和B處的壓力降相同,使在這里的壓力損失最小,把壓力降用于有用的傳熱,答應(yīng)平行流AlfaLaval 創(chuàng)造發(fā)明創(chuàng)造,現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用。如下圖。


平行流與對(duì)角流:

平行流的優(yōu)勢(shì):一塊板片 & 一條密封墊,同一的板片在板片組里,旋轉(zhuǎn)180o能夠用于二邊通道備件損耗小。完全滿意對(duì)角流一切的功用,較高的規(guī)劃壓力或運(yùn)用較薄的板片沒(méi)有交叉出管口。

關(guān)于板片原料

不銹鋼:指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)的鋼,又稱不銹耐酸鋼。實(shí)踐運(yùn)用中,常將耐弱腐蝕介質(zhì)的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學(xué)介質(zhì)的鋼稱為耐酸鋼。兩者在化學(xué)成分上存在必定差異,前者不必定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。

耐腐蝕機(jī)理:鉻是不銹鋼獲得耐蝕性的根本元素,當(dāng)鋼中含鉻量到達(dá)12%左右時(shí),鉻就與腐蝕介質(zhì)中的氧效果,在鋼外表形成一層很薄的氧化膜( 自鈍化膜Cr2O3),極難溶于水,可進(jìn)一步阻止氧與鐵腐蝕。同理,損壞鈍化膜Cr2O3 就意味著損壞其抗氧腐蝕才能。

別的腐蝕介質(zhì)中的鹵族元素(像水中常見(jiàn)的氯離子)在必定條件下也能替換掉Cr,所以不銹鋼在必定條件下也會(huì)生銹,在含酸、堿、鹽的介質(zhì)中也會(huì)被腐蝕,。因而不銹鋼抗腐蝕才能的巨細(xì)是隨其鋼質(zhì)本身化學(xué)組成、加互狀況, 運(yùn)用條件及環(huán)境介質(zhì)類型而改變的。不銹鋼在水中腐蝕首要是由于水中氯離子引起的。

不銹鋼中其他增加元素也均發(fā)揮不同效果。像Mo會(huì)在必定程度上抵消氯離子引起的腐蝕,可是也有一個(gè)適用范圍。

常用不銹鋼:304,316歸于奧氏體不銹鋼,其商標(biāo)為國(guó)外叫法的簡(jiǎn)寫(一般均為進(jìn)口),為300系列。美國(guó)商標(biāo)是美國(guó)鋼鐵協(xié)

會(huì)AISI規(guī)范,日本是日本工業(yè)協(xié)會(huì)規(guī)范SUS。我國(guó)首要用成分表明,見(jiàn)下表。


304、304L、316、316L的成分差異。L的意義是Low,表明更低含量的碳。帶L的焊接功用好,數(shù)字一樣的話,成分除碳以外其他成分無(wú)大差異。又由于316與316L價(jià)格不同不大,故直接選用316L。從成分表中能夠看出304與316最大差異為Mo(鉬)含量不同,所以316抗氯離子濃度才能要比304強(qiáng)。也是咱們選用304仍是316的首要依據(jù)。兩種原料在耐受的氯離子濃度見(jiàn)下頁(yè)表格,板材的彌補(bǔ)說(shuō)明:

不銹鋼在含氯介質(zhì)中的運(yùn)用范圍(mg/L)(在水介質(zhì)中與ppm百萬(wàn)分之一同等)

板片資料/溫度

25℃

50℃

75℃

100℃

120℃

304/304L

100

75

40

20

10

316/316L

400

180

120

50

25

氯離子濃度超出的話,選用鈦(Ti)或其它金屬。如海水用鈦(Ti)

板片常用資料的特色和運(yùn)用條件彌補(bǔ)

點(diǎn)評(píng)資料耐蝕性好壞的指標(biāo)是“耐局部腐蝕當(dāng)量PRE”值越大則耐腐蝕性越好。首要是Cr、MO、Ni的含量決議。

1)304不銹鋼:運(yùn)用于有機(jī)和無(wú)機(jī)介質(zhì)中,濃度<30% 溫度<=100/濃度﹥30% 溫度﹤50的硝酸溫度﹤100的各種濃度的碳酸、氨水和醇類。304L的資料根本和304資料一樣,可焊接性更好,能夠用作焊接式換熱器。

2)316L天然冷卻水、冷卻塔水、軟化水、碳酸,濃度小于50%的醋酸和苛性鈉溶液,醇類和丙酮等溶劑,溫度小于100度的稀硝酸(﹤20%)稀磷酸(﹤30%),但不適于硫酸。316和它根本一樣。

3)317合適比316L運(yùn)用條件更多的狀況。

4)AISI904L和SUS890L 性價(jià)比高,比以上資料都要好。特別合適一般的硫酸,磷酸和鹵化物。

5)SMO 254高檔不銹鋼,提高了MO 含量,是對(duì)316進(jìn)行改進(jìn)的超級(jí)不銹鋼。具有優(yōu)良的耐氯化物和縫隙腐蝕的功用。適用于含鹽水,無(wú)機(jī)酸。

6)SMO654比254更好的資料,可用于冷的海水。

7)RS-2(0Cr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)不銹鋼,這是國(guó)產(chǎn)的相當(dāng)于316,耐應(yīng)力腐蝕更好,可用于80度以上的濃硫酸。(濃度90%---98%)

備注:詳細(xì)可見(jiàn)下表:

關(guān)于板式換熱器墊片

墊片作為換熱器板片間的密封元件,是為了防止板片走漏的。墊片的質(zhì)量好壞直觀地影響換熱器的質(zhì)量和形象。在暖通行業(yè),墊片首要為橡膠制品,受溫度、介質(zhì)影響大,因而在制作過(guò)程中受配方、組分的均勻度、硫化定型的條件影響很大。

對(duì)墊片的要求:(以下主張不針對(duì)任何品牌及不持態(tài)度)

1、配方科學(xué),有必要具有抗老化、抗撕裂、高回彈的特性(下降彈性引起的反效果力,板片不易變形)。

2、密封觸摸面尺寸準(zhǔn)確,報(bào)警信號(hào)孔活絡(luò)。

3、免粘接結(jié)構(gòu),拆裝便利。

墊片的品牌:國(guó)內(nèi)用戶認(rèn)可的膠條生產(chǎn)廠家:如

1、國(guó)內(nèi)品牌:武漢派克(北京市場(chǎng)很認(rèn))、西安聯(lián)誼、江蘇啟東等。

2、國(guó)外品牌:美國(guó)杜邦等。

墊片的定位形式:

1、粘合式墊片

2、免粘接墊片:掛式、卡式

墊片的選型:

1、介質(zhì)的溫度,見(jiàn)下表:

2、介質(zhì)的腐蝕性

板式換熱器在暖通空調(diào)領(lǐng)域的運(yùn)用
區(qū)域供熱體系

熱電聯(lián)產(chǎn)體系

地?zé)崴┡w系

即熱式日子熱水體系

即熱式特色

可確保用戶隨時(shí)隨地均有熱水供應(yīng),體系緊湊,無(wú)需儲(chǔ)罐,需求較大的鍋爐容量需求較大的熱交換器。

半即熱式日子熱水體系

半即熱式特色

需求較小的鍋爐容量,需求較小的熱交換器,儲(chǔ)罐內(nèi)易成長(zhǎng)細(xì)菌,需求額定的地方安放儲(chǔ)罐。

游泳池恒溫保持體系

太陽(yáng)能熱水體系

供冷空調(diào)體系

冷凝器側(cè)運(yùn)用:

1 冷卻塔水冷卻凝結(jié)水

2 海水、河水或井水冷卻凝結(jié)水

3 乙二醇冷卻凝結(jié)水

4 短路冷凍機(jī)組體系

5 地下水冷/熱源體系

6 熱收回體系

冷凝水側(cè)熱交換器能夠起到以下效果:

維護(hù)冷凝器免受污染、結(jié)垢和腐蝕

代替冷凝器接受冷卻水側(cè)壓力

能夠在季節(jié)許可時(shí)不運(yùn)轉(zhuǎn)冷凍機(jī)組

能夠完成熱收回

節(jié)省貴重的增加劑

冷卻塔水冷卻凝結(jié)水

海水、河水、或井水冷卻凝結(jié)水

乙二醇冷卻凝結(jié)水

短路冷凍機(jī)組體系

地下水冷/熱源體系

熱收回體系

蒸騰側(cè)的運(yùn)用:

1 壓力接力體系

2 別離冷卻循環(huán)水 (無(wú)壓力接力功用)

3 蓄冰體系

4 區(qū)域供冷體系

5 天花板供冷體系

蒸騰器側(cè)熱交換器能夠起到以下效果:

避免冷凍機(jī)組接受高壓(壓力接力體系)

削減貴重、低效增加劑的用量

別離冷卻水體系,以確保局部體系清潔度很高(電子元件生產(chǎn))

削減走漏所帶來(lái)的損害

壓力接力體系

別離冷卻循環(huán)水體系

蓄冰體系

蓄冰體系規(guī)劃根本要素:

設(shè)定空調(diào)要求

運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃

全蓄冰體系

部分蓄冰體系

冷凍機(jī)組為主體系

蓄冰為主體系

區(qū)域供冷體系

天花板供冷體系

空調(diào)體系其它運(yùn)用計(jì)劃

1 夏、冬季供冷、熱轉(zhuǎn)化

2 冷凍水預(yù)冷卻體系

板式換熱器在供冷空調(diào)體系中的優(yōu)勢(shì)

1. 傳熱系數(shù)高,對(duì)數(shù)溫差可作到0.5度。

2. 體積小,重量輕,便于裝置,可放置于設(shè)備層。

3. 易于拆開,便利清理內(nèi)部污垢。

4. 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,可接受較高工作壓力,最高 3.0MPa。

5. 換熱效率高,下降運(yùn)轉(zhuǎn)成本。

6. 固定出資低。

板式換熱機(jī)組根本原理

流經(jīng)用戶散熱片后的低溫水(二次回水)經(jīng)過(guò)濾器除污后,由循環(huán)泵加壓進(jìn)入換熱器,吸收一次熱媒放出的熱量,到達(dá)供水設(shè)定溫度后,再流向供熱管網(wǎng)對(duì)用戶進(jìn)行供熱;

熱源經(jīng)一次熱網(wǎng)(一次水)流經(jīng)過(guò)濾器、調(diào)節(jié)閥、進(jìn)入換熱器放熱后(二次水),由熱媒回水管返回?zé)嵩矗ǘ位厮┍患訜岷笤俅螀⑴c循環(huán)換熱;

補(bǔ)水泵依據(jù)體系運(yùn)轉(zhuǎn)狀況當(dāng)令對(duì)二次循環(huán)水體系進(jìn)行定壓補(bǔ)水。 

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