套管换热器液---液热交换系数及膜系数的测定
一、实验目的
1．加深对传热过程基本原理的理解； 2．了解传热过程的实验研究方法。
二、实验原理
冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程，先由热流体把热量传递给固体壁面，然后由固体壁面的一侧传向另一侧，最后再由壁面把热量传给冷热流体。热交换过程即给热---导热---给热三个串联过程组成。
若热流体在套管换热器的管内流过，而冷流体在管外流过，设备两端测试点上的温度如图所示。则在单位时间内热流体向冷流体传递的热量，可由热流体的热量衡算方程表示：
)(21T T C m Q P s -= （1）
就整个热交换而言，有传热速率基本方程经过数学处理，得计算式
m T KA Q ?= （2）
)
()('
2
22'111T T T T T T -=?-=? （3）
平均温度差可按下式计算：
2
, 2)/ln( , 22
1
21212
121T T ΔT T T T T T T ΔT T T m m ?+?=?? （4）
由（1）和（2）联立，可得传热总系数计算式： m
P s T A T T C m K ?-=
)
(21 （5）
就固体壁面两侧的给热过程来说，给热速率基本方程为：
)
()('
''21T T A Q T T A Q W
W
W W -=-=αα （6）
根据热交换两端的边界条件，经数学推导，可得管内给热过程的速率计算式：
'
1W
W T A Q ?=α （7）
热流体与管内面之间的平均温度差可按下式计算：
2
)()( , 2)/()ln()()( , 2221
1'
22112211221
1'
2211W W m W W W W W W m W W T T T T ΔT T T T T T T T T T T T T ΔT T T T T -+-=<-------=>-- （8）
由（1）和（7）联立可得管内传热膜系数的计算式：
'
1211)
(m
W P s T A T T C m ?-=
α （9） 同理可得到管外给热过程的传热膜系数的公式。
流体在圆形直管内作强制对流时，传热膜系数α与各项影响因素（管内径、流速、流体密度、流体黏度、定亚比热容和流体导热系数）之间的关系可关联成如下准数式：
λμμρλ/Pr ; /Re ; /Nu ; Pr Re Nu n m p C du ad a ====
上式中系数a 和指数m,n 的具体数值需要通过实验来测定，则传热膜系数可由上式计算。
例如：当流体在圆形直管内作强制湍流时，
50/1 ,160~7.0Pr ,10000Re >=>d
则流体被冷却时，a 值可按下式计算：
3.08.03.00.8
)()(023.0 ; Pr 0.023Re Nu λ
μμρλP C du d a ==
流体被加热时，a 值可按下式计算：
4.08.04.00.8
)()(023.0 ; Pr 0.023Re Nu λ
μμρλP C du d a ==
当流体在套管环隙内作强制湍流时，上列各式中d 用当量直径de 替代即可。各项物性常数均取流体进出口平均温度下的数值。
图1 套管热交换器两端测试点的温度
三、实验装置及流程
1.恒温水槽
2.搅拌桨7.冷阱
3．循环水泵 4.转子流量计
5．冷水阀门 6.高位稳压水槽
四、实验步骤
实验前准备工作
（1）向恒温循环水槽中灌入蒸馏水或软水，直至溢流管有水溢出为止。
（2）开启并调节通往高位稳压水槽的自来水阀门，使槽内充满水，并由溢流管有水流出。
（3）将冰碎成细粒，放入冷阱中并掺入少许蒸馏水，使之成粥状。将热电偶冷接触点插入冰水中，盖严盖子。
（4）将恒温水槽的温度定为55℃，启动恒温水槽的电热器，等温度到达后即可开始实验。
（5）实验前需要准备好热水转子流量计的流量标定曲线和热电偶分度表。
实验操作步骤
1．开启冷水阀门，测定冷水流量，实验过程中保持恒定。
2．启动循环水泵，开启并调节热水阀门使流量在60~250L·h-1范围内选取若干流量值（一般不少于6组数据）进行实验测定。
3．每调节一次热水流量，待流量和温度都恒定后再通过开关依次测定各点温度。实验注意事项：
（1）．开始实验时，必须先向换热器通冷水，然后再启动热水泵。停止实验时，必须先停热电器，待热交换器管内存留热水被冷却后，再停水泵并停止通冷水。（2）．启动恒温水槽的电热器之前，必须先启动循环泵使水流动。
（3）．在启动循环泵之前，必须先将热水调节阀门关闭，待泵运行正常后，再徐徐开启调节阀。
（4）．每改变一次热水流量，一定要等传热过程稳定之后，才能测数据。每测一组数据最好多重复几次。当流量和各点温度数值恒定后，表明过程已达稳定状态。实验内容：
1．测定套管换热器的传热总系数K；
2．测定流体在圆管内作强制湍流时的传热膜系数h。
五、实验记录
1．记录实验设备基本参数
(1)内管基本参数：
外径：d= mm；壁厚：δ= mm；
测试段长：L= mm
(2)套管基本参数：
外径：d’= mm；
壁厚：δ’= mm；
(3)流体流通的横截面积
内管横截面积：S= mm
环隙横截面积：S’= mm
(4)热交换面积：
内管内壁表面积：A W=
内管外壁表面积：A W’=
平均热交换面积：A=
2．实验数据记录
3．实验数据整理(1)总传热系数
(2)传热膜系数
(3)传热膜系数的关联式
然后，按如下方法和步骤估计参数：
水平管内传热膜系数的准数关联式：
m Pr
n
Nu=
aRe
在实验测定温度范围内，Pr数值变化不大，可取其平均值并将Pr n视为定值与a 项合并。
m
Nu=
ARe
上式两边取对数，
=
lgNu+
lgA
mlgRe
因此，可将Nu和Re实验数据，直接在双对数坐标纸上进行标绘，由实验曲线的斜率和截距估计参数A和m，或者用最小二乘法进行线性回归，估计参数A和m。
取Pr为定值，且n=0.3，由A计算得到a值，列出：
A=
m=
a=
全热交换器的工作原理 2003年出现的SARS疫情，使我们人类的健康面临严峻的挑战，2009年又爆发了猪流感，于是关于人居环境的空气品质问题多有讨论，提出健康空调是今后空调的发展方向。 但究竟什么是健康的空调，怎样去实现健康舒适的空调，关于这个问题，舒适100也进行了一些分析，指出全空气系统是最佳的空调系统，它可以实现对建筑热湿控制及空气品质的全面控制，同时也为充分利用自然资源，进行全新风运行提供条件。 加大新风量是实现良好空气品质的最好方法，只从空气品质的角度来说，进行全新风运行的空调系统才是最好的系统，可是由此带来的能量消耗确实是非常大的。根据武汉的气象资料计算，当室内设计值在26℃，60%时，对于公共建筑，处理1m3/h新风量，整个夏季需要投入的冷能能耗累计约9.5kw·h左右。可见加大新风量后，能量消耗就有很大增加。因此，需要在新风与排风之间加设能量回收设备。 1 目前市场上的能量回收设备有两类： 一类是显热回收型，一类是全热回收型。显热回收型回收的能量体现在新风和排风的温差上所含的那部分能量；而全热回收型体现在新风和排风的焓差上所含的能量。单从这个角度来说，全热性回收的能量要大于显热回收型的能量，这里没有考虑回收效率的因素。因此全热回收型是更加节能的设备。 按结构分，热回收器分为以下几种： （1）回转型热交换器
（2）热回收环热交换器 （3）热管式热交换器 （4）静止型板翅式热交换器 在以上几种热交换器中，热回收环型和热管型一般只能回收显热。回转型是一种蓄热蓄湿型的全热交换器，但是它有转动机构，需要额外的提供动力。而静止型板翅式全热交换器属于一种空气与空气直接交换式全热回收器，它不需要通过中间媒质进行换热，也没有转动系统，因此，静止型板翅式全热交换器（也叫固定式全热交换器）是一种比较理想的能量回收设备。 2 固定式全热交换器的性能 2.1 固定式全热交换器 固定式全热交换器是在其隔板两侧的两股气流存在温差和水蒸 气分压力差时，进行全热回收的。它是一种透过型的空气——空气全热交换器。 这种交换器大多采用板翅式结构，两股气流呈交叉型流过热交换器，其间的隔板是由经过处理的、具有较好传热透湿特性的材料构成。 2.2 三种效率的定义 全热交换器的性能主要通过显热、湿交换效率和全热交换效率来评价，它们的计算公式为： 显热交换效率：SE= 湿交换效率：ME= 全热交换效率：EE=
化工原理课程设计管壳式换热器汇总 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
设计一台换热器 目录 化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。
3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 99000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述 热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为
课程设计设计题目：列管式换热器 专业班级：应化1301班 姓名：王伟 学号： U201310289 指导老师：王华军 时间： 2016年8月
目录 1.课程设计任务书 (5) 1.1 设计题目 (5) 1.2 设计任务及操作条件 (5) 1.3 技术参数 (5) 2.设计方案简介 (5) 3.课程设计说明书 (6) 3．1确定设计方案 (6) 3.1.1确定自来水进出口温度 (6) 3.1.2确定换热器类型 (6) 3.1.3流程安排 (7) 3.2确定物性数据 (7) 3．3计算传热系数 (8) 3.3.1热流量 (8) 3.3.2 平均传热温度差 (8) 3.3.3 传热面积 (8) 3.3.4 冷却水用量 (8) 4.工艺结构尺寸 (9) 4.1 管径和管内流速 (9) 4.2 管程数和传热管数 (9)
4.3 传热管排列和分程方法 (9) 4.4 壳体内径 (10) 4.5 折流板 (10) 4.6 接管 (11) 4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11) 4.6.2 管程流体进出管时接管 (11) 4.7 壁厚的确定和封头 (12) 4.7.1 壁厚 (12) 4.7.2 椭圆形封头 (12) 4.8 管板 (12) 4.8.1 管板的结构尺寸 (13) 4.8.2 管板尺寸 (13) 5.换热器核算 (13) 5.1热流量衡算 (13) 5.1.1壳程表面传热系数 (13) 5.1.2 管程对流传热系数 (14) 5.1.3 传热系数K (15) 5.1.4 传热面积裕度 (16) 5.2 壁温衡算 (16) 5.3 流动阻力衡算 (17) 5.3.1 管程流动阻力衡算 (17) 5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)
列管式换热器的设计计算 晨怡热管2008-9-49:49:33 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1)不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2)腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3)压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4)饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5)被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6)需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。 (7)粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2.流体流速的选择 增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。 此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3.流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。为了节省水量，可使水的出口温度提高些，但传热面积就需要加大；为了减小传热面积，则要增加水量。两者是相互矛盾的。一般来说，设计时可采取冷却水两端温差为5～10℃。缺水地区选用较大的温度差，水源丰富地区选用较小的温度差。 4.管子的规格和排列方法 选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有 φ25×2.5mm及φ19×mm两种规格的管子。 管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m。系列标准中也采用这四种管长。此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4～6(对直径小的换热器可大些)。 如前所述，管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，如第
介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是： 1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃ 饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管流速）含污垢系数0.0003。水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃) 水水 850～1700 水气体 17～280 水有机溶剂 280～850 水轻油 340～910 水重油60～280 有机溶剂有机溶剂115～340 水水蒸气冷凝1420～4250 气体水蒸气冷凝30～300 水低沸点烃类冷凝 455～1140 水沸腾水蒸气冷凝2000～4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在800~2200W/m2·℃围。
列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。 螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃围。 板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃围。 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
松下全热交换器技术参数 .采用松下独特的新型对流式热交换材料可使设计小型化，薄型化。 .松下高性能高品质的风机可降低噪声值。 .与空调器配套使用可降低制冷制热的设计容量。 .送风排风同时进行，使室内环境十分安定舒适。 .上下颠倒的安装方式，使得通过一处检测口便可进行所有的保养和维修。 .直线型的送排风方式十分便于安装。 机种.性能 型号 风量 (m3/h) 消耗功率 (w) 热交换率 (%0 噪音 （dB） 质量 (kg) 接管尺寸 (mm) FY-150ZDY2N150557524.025100 FY-250ZDY2N2501057526.029150 FY-350ZDY2N3501187528.037150 FY-500ZDY2N5001607529.543200 FY-650ZDY2N6502407532.564200 FY-800ZDY2N8003307534.071250 FY-01KZDY2N10004407535.083250注：上述数据为50HZ、强档状态 外型尺寸
型号A B C D E F G H J K L M N P Q R FY-150ZDY2N810600467303825251927013515997041411098-49 FY-250ZDY2N8106005993151426551927013515988241421916414495 FY-350ZDY2N8106008044801628601927013515988241421916414495 FY-500ZDY2N89060090450020296019270135159962414246210194107 FY-650ZDY2N1150600884480202960193401701941222612246210194106 FY-800ZDY2N1250600884428228940193881942181322612258242-85 FY-01KZDY2N125060011346782281190193881942181322612258242-85
全热交换器HRV 性能描述全热交换器性能描述
1、 HRV 概况： ① 回收排风的热能并重新用于送风的系统，它使排风和送风之间进行热交换。 ② 交换效率最高达85％，处于行业顶尖水平。 ③ 业内第一的节能性，全年空调负荷可降低约28％。 ④ 多种运转模式，对应夏、冬季和过渡季节的不同要求。 ⑤ 可与空调内机联动控制，控制更方便。 ⑥ 可选配增压箱，使风管设计更自由。 2、 产品特点： ① 10种风量： 另可通过增压箱组合风量为：3000 m3/h 、4000 m3/h ② 3种静压： A 、每种规格的全热交换器均有3档静压可调 B 、可选配增压箱，应对更复杂、更大型的风管施工（仅1500风量及以上机型） ③ 新配备增压箱，机外静压可达285Pa 全新配备的增压箱可使机外静压达到285Pa ，最大新风量达到4000m 3/h ，可对应更大的面 ④ 根据现场安装条件，HRV 可选择常规的吊装方式，或翻转（底部朝上）吊装，以便减少送风管的长度和弯头数量，确保足够的通风量；同时使电器盒一侧可以留出足够的检修维护空间 底部朝下 底部朝上
⑤可与VRV室内机联动控制 VRV室内机和HRV可通过共用的遥控器进行联动运转，既简化了系统的开关管理，也减少了HRV遥控器的安装作业。 此时，全热交换器的送风管可连接到VRV室内机的新 风入口上。过渡季节HRV独立运转时，VRV室内机可与之 连锁进行送风运转，灰尘不会从空气滤网掉落。 ⑥高效换热－新开发的HEP元件全热交换率最高达72％ 采用具有超强吸水及增湿特性的高效材料（HEP）， 实现行业顶尖的热交换率和温度交换率。该热交换元 件内部采用华夫结构，使进风和排风得以完全，充分 热量交换。 ⑦高效换热，清洁舒适更节能 室内排风和室外进风在大金全热交换器内部，经过热交换元件时进行完全的热量交换，在 ⑧全年空调负荷降低约28％ 通过全热交换模式、旁通通风模式及预冷、预热控制模式的结合使用，全年空调负荷降低约28％。 3、主要功能模式： 1）热交换模式 向室内提供新风的同时，回收部分室内排风带走的热 能。 适用场合： ①夏季制冷或冬季制热时 ②室内外温差较大时
间壁式换热器的类型夹套式换热器 发布: 2010-3-17 18:59 | 作者: zhm | 来源: 承压设备博客 一、夹套式换热器 如图所示，为一夹套式换热器。这种换热器结构简单，即在反应器(或容和的外部筒体部分焊接或安装一夹套层，在夹套与器壁之间形成密闭的空间，成为一种流体的通道。 夹套式换热器主要用于反应器的加热或冷却。当蒸气进行加热时，蒸气由上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管排出。如用冷却水进行冷却时，则由夹套下部接管进入，而由上部接管流出。由于夹套内部清洗比较困难，故一般用不易产生垢层的水蒸气、冷却水等作为载热体。这种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器冷凝液的限制，因此适用于传热量不大的场合。为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使容器内液体作强制对流。为了弥补传热面积的不足，还可在容器内加设蛇管等。当夹套内通冷却水时，可在夹套内加设挡板，这样既可使冷却水流向一定，又可使流速增大，以提高对流传热系数。 二、蛇管式换热器1.沉浸式蛇管换热器 如图所示，为一沉浸式蛇管换热器。蛇管多以金属管弯绕成窗口器的形状，沉浸在容器中的液体内。两种流体分别在管内、外流动进行热交换。
沉浸式蛇管换热器 这种换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐，能承受高压。其主要缺点是管外对流传热系数较小，因而传热系数K值也较小如在容器内加设搅拌器，则可提高传热系数。2.喷淋式蛇管换热器 喷淋式蛇管换热器 如图所示，它是用水作为喷淋冷却剂，以冷却管内的热流体，故常称为水冷器。冷却水从上面的水槽(或分布管)中淋下，沿蛇管表面下流，与管内的热流体进行热交换。这种设备通常放置在室外空气流通处，冷却水在外部汽化时，可带走部分热量，以提高冷却效果。它与沉浸式蛇管换热器相比，具有便于检修、清洗和传热效果较好等优点；其缺点是占地较大，喷淋不易均匀，耗水量大。 三、套管式换热器
CMNE-01新风系统智能控制器 CMNE-01新风系统智能控制器适用于对家庭及公共场合的新风系统的风机的智能控制,控制器实时监测室内空气品质,智能调节风机运转速度,实现既节能环保又能保持室内良好空气品质 一、主要功能与特点 1.挥发性有机气体(VOC)监测：实时监测室内空气中的甲醛、苯、氨气、氢气、 酒精、一氧化碳、甲烷、丙烷、甘烷、苯乙烯、丙二醇、酚、甲苯、乙苯、二甲苯等有机挥发气体、香烟、木材、纸张燃烧烟雾 2.LCD实时显示室内外温度：可通过加减键切换显示当前室内及室外温度 3.LCD显示室内当前空气品质程度：好、中、差 4.LCD显示新风系统工作模式：新风系统工作模式有手动和自动两种。手动模 式：用户可以通过控制器面板上风速按键控制风机的转速(高速风、中速风、低速风)注：设定时两个风机同步；自动模式：一周每天6时段可编程运行，每天各时段可设定高、中、低、关4种状态运行(通过机型可选择) 5.定时模式：用户可设定控制定时启动和关闭的时间；(实时时钟) 6.LCD 显示新风系统风机状态：排风和送风 7.LCD 显示新风系统风机转速：高速风、中速风、低速风 8.智能控制：自动模式下，当控制器监测到室内空气品质较差时可自动调整新 风系统风机转速(排风及送风自动转为高速风)；当空气质量达中档时，风机恢复设定风速。当室外温度低于0℃时，排风电机及送风电机转为间隙运行(防冻、防结霜)，两者风速保持原来状态，同步间隙运行：先运行（0-90分钟，时间可调），再停止（0-90分钟，时间可调）；当温度恢复至≥1℃及取消防冻模式时，风机才恢复连续运行 9.睡眠功能：设定睡眠功能时，两个风机均转为低速，运行8小时后，自动退 出睡眠功能 10.防冻功能(防结霜)：设定防冻功能后，排风电机及送风电机转为间隙运行两 者风速保持原来状态，同步间隙运行：先运行（0-90分钟，时间可调），再停止（0-90分钟，时间可调），当取消防冻模式时，风机才恢复连续运行 11.可现场设定VOC传感器灵敏度：好、中、差三级 12.继电器输出：控制两个三速电机 13.滤网计时及报警：风机运行累计1500小时，LCD闪烁显示报警符号。长按风 速F键6S，可清零重计 14.蓝色背光：有按键时点亮，无按键操作20秒后熄灭15.按键锁功能：按住模式键6秒，显示锁符号，按键锁住；再按住模式键6秒， 锁符号熄灭，按键解锁；按键锁住时，按键功能无效、此时有按键时，锁符号闪烁 16.定时控制负离子发生器的开启与关闭：新风系统连续运行6小时后，自动开 启负离子发生器进行除菌，清洁空气 二、电气规格： 1、额定电压： 110-220VAC 2、待机功耗： <1.5W 3、控制功率： 500W 4、过流保护: 5A熔断 5、输出接口：两个三速电机 6、预热时间: ≤60秒 7、响应时间: ≤10秒 8、恢复时间: ≤30秒 9、工作温度: -10℃ -- +50℃ 10、存储温度: -20℃ -- +60℃ 11、工作湿度: ≤95％RH 12、存储湿度: ≤60％RH 三、产品接线图
热交换器分类 一、按原理分类： 直接接触式换热器 这类换热器的主要工作原理是两种介质经接触而相互传递热量，实现传热，接触面积直接影响到传热量，这类换热器的介质通常一种是气体，另一种为液体，主要是以塔设备为主体的传热设备，但通常又涉及传质，故很难区分与塔器的关系，通常归口为塔式设备，电厂用凉水塔为最典型的直接接触式换热器。 蓄能式换热器(简称蓄能器)，这类换热器用量极少，原理是热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之到达传热量的目的。 间壁式换热器 这类换热器用量非常大，占总量的99%以上，原理是热介质通过金属或非金属将热量传递给冷介质，这类换热器我们通常称为管壳式、板式、板翅式或板壳式换热器。 二、按传热种类分类 1、无相变传热 一般分为加热器和冷却器。 2、有相变传热 一般分为冷凝器和重沸器。重沸器又分为釜式重沸器、虹吸式重沸器、再沸器、蒸发器、蒸汽发生器、废热锅炉。 三、按传热元件分类 1、管式传热元件: (1)浮头式换热器 (2)固定管板式换热器 (3)填料函式换热器 (4)U型管式换热器 (5)蛇管式换热器 (6)双壳程换热器 (7)单套管换热器 (8)多套管换热器 (9)外导流筒换热器 (10)折流杆式换热器 (11)热管式换热器 (12)插管式换热器 (13)滑动管板式换热器 2、板式传热元件 (1)螺旋板换热器 (2)板式换热器 (3)板翅式换热器 (4)板壳式换热器 (5)板式蒸发器
(6)板式冷凝器 (7)印刷电路板板换热器 四、非金属材料换热器分类 (1)石墨换热器 (2)氟塑料换热器 (3)陶瓷纤维复合材料换热器 (4)玻璃钢换热器 五、空冷式换热器分类 (1)干式空冷器 (2)湿式空冷器 (3)干湿联合空冷器 (4)电站空冷器 (5)表面蒸发式空冷器 (6)板式空冷器 (7)能量回收空冷器 (8)自然对流空冷器 (9)高压空冷器 (10)穿孔板换热器 六、按强化传热元件分类 (1)螺纹管换热器 (2)波纹管换热器 (3)异型管换热器 (4)表面多孔管换热器 (5)螺旋扁管换热器 (6)螺旋槽管板换热器 (7)环槽管换热器 (8)纵槽管换热器 (9)螺旋绕管式换热器 (11)T型翅片管换热器 (12)新结构高效换热器 (13)内插物换热器 (14)锯齿管换热器 换热器的种类繁多，还有按管箱等分类，各种换热器各自使用与某一种工况，为此应根据介质、温度、压力、使用场合不同选择不同种类的换热器，扬长避短，使之带来更大的经济效益。
一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、煤油：入口温度140℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。 3、允许压强降：不大于1×105Pa。 4、每年按330天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 114000吨/年煤油 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图（要求按比例画出主要结构及尺寸）。 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
第1章设计概述 1、1热量传递的概念与意义[1](205) 1、1、1 传热的概念 所谓的传热（又称热传递）就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。由热力学第二定律可知，凡是有温差存在时，就必然发生热量从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。 1、1、2 传热的意义 化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却，如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量，又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。所以传热是最常见的重要单元操作之一。无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况：①强化传热过程，如各种换热设备中的传热。 ②削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。 1、2 换热器的概念与意义[2] 1、2、1 换热器的概念 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备，简称为换热器。在换热器中至少要有两种不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体则温度较低，吸收热量。 1、2、2 换热器的意义 热交换设备是工业生产中为实现物料之间热量传递的一种工艺设备。在化工、炼油、动力、原子能等众多的工业部门和行业中，广泛使用加热器、冷却冷凝器及其他热交换设备来满足一定的工艺生产条件；由这些设备构成的换热系统的状况，对整个化工过程的正常进行及整个化工系统的投资与操作费用关系重大。在一般化工厂的建设中，换热器约占总投资的10%-20%[3]；在石油炼厂中，换热器约占全部工艺设备投资的35%-40%[3]。因此，在能源日趋紧张的今天，合
目录 设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1 一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2 二、结构设计-------------------------------------------------------------5 1、管径及管长的选择---------------------------------------------------5 2、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------5 3、筒体内径确定-------------------------------------------------------5 4、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------6 5、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------7 6、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------7 7、外头盖结构设计-----------------------------------------------------8 8、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------8 9、管箱结构设计-------------------------------------------------------8 10、管箱结构设计------------------------------------------------------8 11、垫片选择----------------------------------------------------------9 12、折流板------------------------------------------------------------------------------------------9 13、支座选取----------------------------------------------------------10 14、拉杆的选择--------------------------------------------------------13 15、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------13 16、防冲板------------------------------------------------------------13 17、设备总长的确定----------------------------------------------------13 18、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------14 19、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14 三、强度计算--------------------------------------------------------------14 1、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------14 2、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------15 3、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------16 4、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------16 5、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------16 6、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------17 7、固定管板计算-------------------------------------------------------18 8、无折边球封头计算 --------------------------------------------------19 9、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20 四、设计汇总-----------------------------------------------------21 五、设计体会--------------------------------------------------------------21 参考文献--------------------------------------------------------------22
全热交换器技术参数 1.概述 1.1 工作原理 XFHQ系列全热交换器采用先进科技及工艺，芯体用特殊纸质经过化学处理加工而成，对温度、湿度、冷热能量回收起到最佳效果。 高效换热芯体，当室内空调排风与室外新风分别呈交叉方式流经换热芯体时，由于平隔板两侧气流存在温度差，产生传热，夏季运行时，新风从空调排风获得冷能，使温度降低；在冬季运行时，新风从空调排风中获得热能，使温度升高，这样通过换热芯体的热交换过程使新风从空调排风中回收了能量。 1.2特点 双向换气功能 将室外新风空气经过过滤后送入室内的同时，将室内污浊空气排出室外，彻底改善室内空气品质； 静音设计 内置空调专用低噪音离心风机，机箱内部覆有高效的吸音材料，全静音设计，人性化体现； 能量回收 机组内置高效的热交换器，将排出去的室内空气与送进来的室外空气进行冷热交换，在提供舒适温度空气的同时回收能量，节约能源； 控制方便 电气系统采用二次回路设计，使用开关面板，启动停止机组安全快速简单，可选择远程集中控制系统，与多联机室内机联网控制。 317
MDV4+i 直流变频智能多联中央空调 318 1.3 命名法 A,B,……Z 设计序列 S-三相，单相缺省 Z-纸芯式、L-轮转式、P-普通式 D-吊顶式、L-立柜式 新风量，单位100m 3 /h XFH-显换热式新风机 XFHQ-全换热式新风机
MDV4+i直流变频智能多联中央空调 2.参数 2.200~1200m3/h的产品采用发泡风道，具备旁通功能；2500~12000m3/h机型不带网络集中控制功能。 3.表中噪音是在额定静压安装条件半消音室测得，实际使用条件下的运行噪音可能高于此值，请根据设计安装具体条件，考虑相应的消音措施。 319
摘要：随着我国城市化进程加速，城市中不良建筑综合症和实现绿色建筑和节能建筑的这一对矛盾日益突出，特别在VRV空调系统解决新风量和热回收这两问题上，全热交换器全空气品质概念和热回收节能理念越来越被社会所认可，采纳使用全热交换器作为许多建筑工程项目的首选通风换气设备的工程案例越来越多，在我国正兴起一场关注节能、关注健康的绿色革命。 关键词：全热交换器全空气品质热回收效果设计疑难问题分析 序言：空气作为和人生活最密切的环境因素，已经越来越为人们所重视。不良建筑综合症对人危害最大的是空气污染的危害。不良建筑综合症其成因：城市环境问题、建筑自身的问题、空调问题、人的问题。以上因素造成了城市空气品质低下。在城市职业人群中80%以上的人都处于空调环境的亚健康状态。空调病是影响职业人群健康的最大杀手。 人们针对以上问题，采取了许多方式方法来消除这类现代文明背后的负面因素，加强了城市科学规划、环境整治、气体排放量检测控制、使用新型环保材料、加强室内空气检测、进行室内空气净化、空调风管清洗、强制性通风等一系列措施来消除和抑制不良建筑综合症的发生。在诸多的措施当中，全热交换器的环保和节能双重功效越来越为人们所关注。全热交换器在欧美地区推出使用始于1976年，在我国推广使用始于2003年“非典”时期。我国全热交换器使用经历了一个从进口到国产，再到出口的发展阶段。目前，我国的全热交换器使用已经从大型建筑到房产项目，已经从商用领域开始进入了民用家居生活，也从而引发了我国建筑环保和建筑节能的“绿色革命”。 全热交换器：全热交换器利用机械牵引力将空调室内的污浊空气排出室外（通常称为排风）和将室外的新鲜空气引进室内（通常称为新风），经过热交换芯体时，排风的携带热量以热传递的方式被传递到新风上，产生新风排风置换过程的热传递，使原本要排走散失的热量随新风回到室内，从而对进入室内的新风进行预冷预热，，使新风以接近室温的状态进入室内，从而实现热回收利用，降低了预设温度环境的空调能耗。全热交换器具有三大功能：一是空气净化功能，二是新风置换功能，三是热回收功能。新型板式热交换器摒弃了以往垂直交叉的热交换模式，采取了逆向对流的热交换形
根据给定的原始条件，确定各股物料的进出口温度，计算换热器所需的传热面积，设计换热器的结构和尺寸，并要求核对换热器压强降是否符合小于30 kPa的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下： 设计要求： 1.某工厂的苯车间，需将苯从其正常沸点被冷却到40℃；使用的冷 却剂为冷却水，其进口温度为30℃，出口温度自定。 2.物料（苯）的处理量为1000 吨/日。 3.要求管程、壳程的压力降均小于30 kPa。 1、换热器类型的选择。 列管式换热器 2、管程、壳程流体的安排。 水走管程，苯走壳程，原因有以下几点： 1.苯的温度比较高，水的温度比较低，高温的适合走管程，低温适合走壳程 2.传热系数比较大的适合走壳程，水传热系数比苯大 3.干净的物流宜走壳程。而易产生堵、结垢的物流宜走管程。 3、热负荷及冷却剂的消耗量。 冷却介质的选用及其物性。按已知条件给出，冷却介质为水，根进口温度t1=30℃，冷却水出口温度设计为t2=38℃，因此平均温度下冷却水物性如下： 密度ρ=994kg/m3粘度μ2=0.727Χ10-3Pa.s 导热系数λ=62.6Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下： 进口温度：80.1℃出口温度：40℃ 密度ρ=880kg/m3粘度μ2=1.15Χ10-3Pa.s 导热系数λ=14.8Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量：1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 热负荷：Q=WhCph（T2-T1）=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W 冷却水用量：Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s
1 介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是：1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃) 水水850～1700 水气体17～280 水有机溶剂280～850 水轻油340～910 水重油60～280 有机溶剂有机溶剂115～340 水水蒸气冷凝1420～4250 气体水蒸气冷凝30～300 水低沸点烃类冷凝455～1140 水沸腾水蒸气冷凝2000～4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在 2 800~2200W/m2·℃范围内。列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100) 下即可达到湍流，以提高对流传热系数。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济
全热交换器作为楼宇空调新风换气系统的热能回收设备，可以同时回收回风空气中的显热、及潜热。因此，其节能效果备受关注。本文结合实例对在新风换气系统采用转轮式全热交换器的节能特性及投资回收期等进行了技术经济分析，并与采用显热交换器的情况进行了比较。结果表明：对于新风热负荷中潜热负荷较高（=显热比较低）的夏季高温、多湿的南方城市，采用全热交换器具有较大的节能效果。而且，对防止转轮式全热交换器发生交叉污染的研究成果及设计技巧进行了介绍。 关键词全热交换器热回收节能技术经济分析新风换气交叉污染 1 序言 近年，人们对室内空气环境的要求已经不仅仅限于温度、湿度、风速等与舒适有关的条件，而提升到对于室内空气中有害气体（CO2、VOCs等）浓度、粉尘等与健康密切相关的室内空气质量（IAQ: Indoor Air Quality）的重视。舒适与健康成为现代空调所追求的两大主题。然而，由于建筑节能要求、建筑水平的不断提高，建筑物的气密性越来越好。因此，从卫生与健康的要求来看，房间必须有一定量的新风换气。按照国标《室内空气质量标准》GB/T18883-2002对于住宅、办公建筑，其新风量应不小于30m3/h？人。而对于某些人员密集的公共建筑或是室内有污染源的工业建筑，其换气次数可高达6h-1。较大的换气量，必然会造成较大的热（冷）能损失，导致空调负荷增加。所以，保证IAQ与空调节能形成一对矛盾，解决这一矛盾是空调工作者面临的新课题。全热交换器可以同时回收空调新风系统回风空气中的显热和潜热，作为楼宇空调新风换气系统的节能设备，其普及推广越来越受到重视。 全热交换器的节能效果与使用地区的气象条件密切相关，采用全热交换器时应从投资和节能效果两方面对其进行综合技术经济分析。本文结合实例对新风换气系统采用全热交换器的节能效果及投资回收期进行了计算分析，并与采用显热交换器的情况作了比较。介绍了防止转轮式全热交换器发生交叉污染的最新研究成果及设计技巧。 2 转轮式全热交换器热能回收原理 转轮型全热交换器的基本构造如图1所示。在分隔成上、下两个区的壳体中，具有蜂窝状结构的全热交换器转轮由电机驱动，以大约20 rpm的速度在壳体中转动。由于全热交换器转轮是由带有吸湿性涂层的铝箔等材料加工而成。来自室内被污染的回风空气从装置的上半部通过转轮向室外排风时，回风空气中所含热（冷）量和水分的绝大部分将蓄积在转轮中。随着转轮的转动，进入新风区的转轮会将其蓄积的全热能释放给从装置下半部通过转轮的室外新风空气，实现热能回收。 譬如在冬季，室外新风在通过蜂窝状转轮时由于与转轮之间存在着温度差、水蒸气分压差，蓄积在转轮里的显热和水分会放出，使新风被预热和加湿变为温暖、湿润的空气后送到室内。同样原理，在夏季可以实现连续地向室内供给经过被预冷和除湿后的凉爽干燥的新风。从而降低新风热负荷、实现节能。 3 转轮式全热交换器的节能特性与经济性 3.1 转轮式全热交换器的节能特性 用于评价全热交换器性能的重要指标是热交换效率。全热交换器的热交换效率分为显热（温度）交换效率，潜热（湿度）交换效率和全热（焓）交换效率。其各自的定义为：