1 当前国内浮动盘管型换热器的一些基本形式
1.1盘管型式
1.1.1立式螺旋型
其基本构造是几个不同旋转直径的竖向螺旋管组成一级管束。但其组合分配型式有较大差异，按管束末端的构造又可分为下述两种类型。
（1）末端为自由浮动的分配器（也称之为惰性块）见图1、图2。
图形1、图2中的分配器具有两个功能：其一，使热媒在各管束内较均匀的分配，增大流程，以利充分换热；其二，起阴尼作用，防止共振破坏。图2所示带有两个惰性块，还可起诱导振动的受体作用，能提高传热效率。
（2）盘管始、末端采用分、集水短管连接，如图3所示。国内大部分生产浮动盘管型换热器的厂家均采用这种做法。
1.1.2水平螺旋型
它是由一根根水平螺旋管组成，按其分水与集水立管的位置也分为两种类型：分水立管、集水立管边置型，如图4所示；分水立管、集水立管中置型，如图5所示。
1.2换热器的型式
1.2.1半即热式
典型产品是热高牌半即热式换热器
1.2.2容积式
这是近几年来国内生产厂家发展较快，品种繁杂的产品。据初步了解，大概有如图6所示的产品。2、浮动盘管型换热器的优点
浮动盘管型换热器与U型管换热器相比，在换热性能上的优越性，主要体现在如下两个方面。
2.1传热系数K值有所提高
山东工业大学程林教授在他发表的“弹性管束换热器的发展与应用”一文中提到：“与一般的管束式换热器相比，在相同流速条件下，弹性管束汽水热交换器的传热系数提高了200%，同时，弹性管束亦比浮动盘管的传热系数提高40%。
笔者也做过几次浮动盘管型容积式换热器的热工性能测试。其结果及它与我在前几年研制的RV系列容积式换热器、HRV系列半容积式换热器在水-水换热工况下的性能曲线比较见图7。
从图7可以看出：在水-水换热时，相同热媒流速条件下，DFRV浮动盘管换热器的K平均值分别为RV -03、RV-04、HRV-01、HRV-02的1.40、1.31与1.12倍。
需说明的是图7的比较是粗浅的，因为它只固定了热媒流速一个因素。传热系数的基本公式为：
1/K=1/α1+δ/λ+1/α 2
式中：K----传热系数；
α1----热媒向换热管内壁的放热系数；
α2----换热管外壁向被加热水的放热系数；
δ-----壁厚、水垢和铁锈的总厚度；
λ----管壁、水垢、铁锈等的导热系数。
图7中的关系只反映了K与α1（因与α1热媒流速V1成正比）的关系。由于容积式换热器被加热水流速V2很低，又很难计算确定，并且对于生活热水换热器来说，换热器的产热量主要是满足规定温度下的设计耗热量即可。因此，我们没有做更深入的工作，作出相应不同热媒流速V1，被加热水流速V2的对应K值的关系曲线。也就是说，图7中的关系线未反映出K与V2即α2之关系。另外RV、HRV系列换热器测试所
用U型管的管材分别为￠19× 2的钢管和￠×19期1.5的铜管。而DFRV浮动盘管型容积式换热器是采用￠16×1.0的紫铜管、即δ/λ值，后者低于前者。尽管δ/λ值对K值的影响不很大，但也是一个因素。
因此，从我们实测的结果看，浮动盘管的K值是高于U型管的，但究竟高多少，尚待做进一步的工作。
2.2浮动盘管型容积式换热器可以提高容积利用率
U型管容积式换热器受容器构造之要求，一般热热盘管距容器的底部需有相当大的距离（见图8）图8所示传统U型管容积式换热器冷水区约占整个容器容积的20%--30%，即它的有效贮热容积只为7 0%--80%。
RV、03、04系列带导流装置的容积式换热器与无导流的传统容积式换热器相比虽大有改善，但仍有1 0%左右的冷温水区。
浮动盘管型换热器的换热盘管距容器底可以近到100mm左右（如图6（a)、(c)、(d)所示）。其冷水区就很小，有效贮热容积可达95%左右，大大提高了换热器的容积利用率。
3 几个问题的探讨
3.1 一些产品的构造原理上存在问题
3.1.1浮动盘管卧置
有的产品为了满足检修或满足层高不够的要求，将浮动盘管卧置做成立、卧式容积式换热器，如图6（e)、(f)、(g)所示。
盘管卧置后改变了立置的工况，其传热效果能否和盘管立置完全一样有待测试研究。另则这种产品用于汽-水换热时，由于换热器是间断工作的，容易造成盘管下部积聚凝结水。而它又无法像蒸汽管系统或其它用汽设备那样设置疏水器及时排走这部分凝结水，这样支行起来就会出现汽水撞击的问题。尽管其产生的噪声因其淹没在水中不一定对周围有多大影响，但每次汽水撞击均有可能损坏管束，尤其是引起管束与分水集水立管连接处的脱焊。
3.1.2 浮动盘管上置
图6（b）所示的立式容积式换热器是将浮动盘管上置的典型产品示意。这种产品设计的主要用意可能在于有利于解决抽出盘管来检修的问题。但这种构造很明显的问题是，盘管下部的容器空间全是冷水区，容积利用率极低，它起不到贮热调节作用。
3.1.3热媒短路
国内大多数数浮动盘管型换热器均存在这一问题。图3所示是热媒短路的一种表现，图中内圈螺旋管旋转半径小、流程短；外圈螺旋管旋转半径大、流程长；各圈的流程均不相同，最外圈与最内圈长度相差近8倍。这样运行起来，势必是内圈热媒流量大，外圈流量小，热媒分布极不均匀。
热媒沿分水立管、集水立管自下而上均匀颁布是热媒短路的另一种表现。如图9所示，热媒从下端进入容器后，很明显从下部盘管相连的分水立管、集水立管管段短、阻力小，相应地通过这部分盘管的流量大，上部盘管则反之。且热媒只流经一组或一根螺旋管，很难做到充分换热，即没有“过冷段”，汽水换热时不易将高温凝结水的温度降下来。
3.2 浮动盘管型换热器的检修问题
国内现有的浮动盘管型容积式换热器大部分存在不能检修或很难检修的问题。图6（c)所示的立式浮动盘管型容积式换热器是净分水立管，无法进行维护清理。图6（a)、(b)、(d)所示产品虽然在容器端部加了一个可以拆开的大法兰，即浮动盘管可随大法兰盖抽出来，但工程实践中，因为一般设备间不可能那么高。也不可能有将容器躺下来再抽出盘管的地方。因此，这种型式的产品实际上也是抽不出盘管进行检修的。
图5所示浮动盘管是将水平螺旋管围绕中间的分水立管与集水立管布置。这种结构式的优点是可以加大螺旋管的旋转半径从而达到增大换热面积的目的。其构造有如串糖葫芦，中间只要有一根管出了问题，则整个管束都报废，无法更换，也无法采取其他补救措施。
对于浮动盘管型换热器需不需要检修的问题，下面谈谈个人的两点看法。
3.2.1浮动盘管能否自动脱垢
不少厂家产品样本中突出在宣传浮动盘管的优点之一是能自动脱垢。
山东工业大学程林教授在“弹性管束换热器的展及应用”一文中对于换热器内传热表面污垢的形成、防垢、抑垢的除垢等国内外研究的一些情况作了叙述，指出“弹性管束在振动过程中去除污垢的基理尚不完全清清楚楚，但效果十分明显”，他认为“盘管伸缩所产生的盘管局部变形是减少污垢的主要原因”。热高公司在介绍半即热式换热器具有自动除垢的特点时说：“由于热媒送入盘管而生活用水流经筒体，因此盘管外形成的水垢在盘管随温度变化而伸缩时，污垢会自动除下。”
以上叙述反映了弹性管束、浮动盘管作为换热元件有一定除垢之功能，其原理是盘管伸缩的作用。我认为：盘管的伸缩主要是管内热媒温度的变化。除垢的机理在于：当盘管内输入高温热媒时，将引起管壁的膨胀，附着在管外壁的水垢亦产生膨胀。换热器停止换热时，管内停止输入高温热媒，管壁因降温而收缩，水垢层亦收缩。但管壁与水垢的热膨胀系数不一样，前者大后者小，因而这不同的胀缩量有可能使水垢脱落。按此推理，其他型式的换热器亦有相同的效果。所不同的是：U型管换热器所用换热管的壁厚约为2-3mm，而浮动盘管用换热管壁厚为0.8-1.2mm。由于后者壁薄，管束随温度变化而伸缩的力量能迅速传递，故脱垢的效果较明显。如将U型管等其他换热管换成一样的薄壁紫铜管，预计其亦有基本相同的脱垢效果。然而，壁厚的换热管虽在导热、脱垢的性能方面较差，但也有耐用、寿命长之优点。
防垢，脱垢的另一个重要因素是控制被加热水的出水温度。从一定意义上讲，这是一条关键因素。我院80年代末设计并投入运营的国际艺苑五星级旅馆，生活热制备采用的RV-02双U型盘管立式容积式换热器，从1990年运行至含已过11年，设备一直末检修过（按规定换热器应该至少3年检修一次），换热效果一直很好，换热能力没有发现明显的下降，说明盘管外壁结垢不严重。究其原因是换热器的水温严格控制在55℃左右，限制了结垢的条件。相反有的工程换热器用了不到一年，盘外壁空间全被水垢堵死，原因是换热器出水温度控制不好，有时高达80℃以上。就是浮动盘管型换热器也有因支行管理不当，盘管外壁空间被水垢堵死的实例。
3.2.2 设备本身亦需考虑检修
所有使用的设备均宜考虑检修，换热设备亦不例外。生活热水用换热器除了检查清理水后之外还有如下检修事项：如容器内壁、换热盘管的座蚀情况。一般容器的使用寿命为15年左右，而换热盘管使用寿命一般只有5--10年。浮动盘管壁厚比U型管薄，其寿命也低于U型管，因此在换热器使用期限内一般都有更换换热盘管的要求。再有如换热器内的盘管与分水立管、集水立管的连接处因长期的浮动可能脱焊而需更换管束，国内初始的浮动盘管型换热器就是在检修青岛某饭店的一台脱焊的进口原装半即热式换热器时仿制出来的。
因此《建筑给水排水设计规范》第4.4.13条第一款规定“水加热器的一侧应用净宽不小于0.7m的通道，前端应留有抽出加热盘管的位置。“即水加热设备必须具有抽出换热盘管进行检修、更换的条件。另外，根据“压力容器安全技术监察规程”的要求，压力容器每隔3--6年至少进行一次内外部检验。
3.3 产热量问题
近年来国内一些生产厂的产品样本中，单缺罐产热量越来越大，有些选用单位也就只注重这个指标，哪个罐单罐产热大就选用哪个产品。对此，提出如下两点个人意见：
3.3.1 样本数据仅供参考
换热器换热量的大小在热媒条件、换热面积定下来后，主要取决于传热系数K值，其表达式就是大家熟知的：
W=KF△T
式中：W---换热量，kw；
F-------换热面积，m2；
△T----热媒与被加热水的平均温差，℃；
K----传热系数。W/（m2.℃)；
K值在略去次要影响因素后的表达式可简化为
K=α1α2/（α1+α2）
式中α1、α2如前所述。α1、α2分别与热媒流速V10.8、被加热水流束V20.8成正比。
上述表明，除像弹性管束这种有流体诱振造成扰动可能提高K值外，其他一般浮动盘管型换热器K值的提高主要还是取决于管内外介质的流速。
大部分厂家浮动盘管换热器均未经过热工性能测试，有的也可能测了，但不一定反映实际情况，其计算所用K值不少是套用半容积式或快速换热器的K值。由于容积式换热器的被加热水流速V2远小于快速换热器的V2两者的α2相差甚远，即一般容积式换热器的K值肯定要比半即热式、快速换热器小得多。对于带导流筒的容积式或半容积式换热器，其V2比一般无导流筒的窖式换热器有所提高，K值也提高，但也不可能达到快速、半即热式换热器的K值。
我们曾对类似于图6（d）所示的浮动盘管型换热器进行过水—水换热的热工测试，所测结果见表1。
3.3.2 容积式、半容积式换热器单罐产热量。
容积式、半容积式换热器与半即热式、快速换热器的区别在于前者除有换热功能外还须有贮热调节功能，即单罐的产热量应与贮热量相匹配套。因此，《建筑给水排水设计规范》第8.4.8条规定了各种不同换热设备的贮热时间。一些先进国家换热器厂商则是根据用户要求的换热量来配备相应的贮热容积与换热面积，这样可以做到合理地使用设备。
目前国内一些容积式换热器产品样本中，单罐产热量为贮热量的10--20倍，其相应的贮热时间只有6 --3min，基本上发球一个快速换热器，起不到贮热调节之作用。如果将其作为容积式、半容积式换热器来使用就不符合《建设给水排水设计规范》4.4.8条之要求。如果把它当作半即热式换热器来使用，就必须按“半即热式换热器”产品要配备需按秒流量预测温度调节，超温、越压控制的灵敏、可靠的附件。另外，热媒需按秒流量供给。即热煤供给流量为半容积式换热器的2倍以上。如不这样考虑，就可能出现换热器瞬时长温过快烫伤人，或因贮热调节量太小供不上热水的现象。
3.4 半即热式与快速式换热器、半容积式与容积式换热器之区别
快速换热器顾名思义是换热器管束内外介质流速快、K值高、换热量大，但相应地存在阻力损失大、无贮热调节功能等问题。由于生活用水的不均匀性，如一般恒速泵不能单独用于生活给水加压系统一样，快速换热器亦不宜单独用于生活热水系统。通常生活热水系统使用快速换热器时是与热水箱或热水罐配套的，这样可以较好地保证系统较稳定可靠的水温水压。水快速换热器不配贮热容器用于热水系统时，需要配备如前所述的半即热式换热器的温近代调节、安全附件。因此有无灵敏可靠的温度调节、温度控制及超温超压保护装置就是半即热式换热器与快速换热器的根本区别。
半容积式换器源于英国，这种产品的特点、性能和使用要求等见文[1]。半容积式换热器是一种带有适量调节容积内藏式快速水加热器。实际上它是由一个快速换热器安放在一个贮热容器内组成的。它与容积式换热器构造上的区别在于：换热部分与贮热部分是完全分开的；而后者的这两部分之间没有阻挡，彼此完全相通。半容积式换热器性能方面的特点是完全正确消除了容积式换热器下部的冷水温水区，被加热水流速V2有较大提高，即K值高于容积式换热器。相应地单罐产热量亦高于同容积的容积式换热器，加上它无冷水温水区、容积利用率基本上达到100%，因而其贮热容积可以减少到一般容积式换热器的1/2--1/3。即汽--水换热时，贮热时间T>=min。T>=15min是英国样本中提出的参数。我们分析它是在满足一次秒流量高峰过后尚留有约1/3罐的调节热水量，这样既大大减少了贮热容积，又仍然满足系统贮热调节之要求，且热媒只需按设计小时流量提供，而不要如快速或半即热式换器那样按设计秒流量供给，不增加热媒负荷，不需要特殊的温度、安全控制装置。
目前，国内一些厂家尚未了解半容积式换热器的实质，在容积式换热器内加一个导流筒子、或多加几组换热盘管，其产热量亦不与贮热窖相匹配，却冠名为半窖式换热器。而实际上，它们均不能满足半容积式换热器构造和性能上的要求。
4、正确评价和选项用换热器
概括以上所述内容，对于制备生活用热水的各种形形色色的换热设备，应该如何评价选用呢？
4.1 依热媒供给条件选择
用作生活热水的热媒从品种来说一般是蒸汽或高温软化热水。来源一种是城市或区域热水网供给，一种是自备热源。当以蒸池为热媒时，只要热源充足，选用半即热、半容积、容积式换热器都可以，一般不必担心换热能力不够的问题。但有可能实际换热量超过设备的正常换热能力时，换热不充分，出来的凝结水温度过高，造成需二级换热或耗能的现象。另则，由于蒸汽的热焓值高，如选用半即热式换热器时，温长速度将很快，一定要注意该产品是否满足半即热式换热器的温度、安全控制的要求，否则易出现烫人的事故。
当以热水为热媒时，由于同样换热面积条件下，以热水为热媒的换热能力只有蒸汽为热媒时换热能力的1/3--1/4。因此，宜选用带一定贮热调节容积的半容积或容积式换热器。否则有可能出现供热不足的问题。
当以城市热网为热媒时，要考虑热媒的供给条件。如北京城市热网的末端处供回水资用压差很小，这就限制了热媒在换热管束内的流速，也就限制了换热器的K值，即产热量达不到预定值。设计选用时，应由生产设备的厂方提供相应的K值来进行验算。
当采用自备热源时，由燃油燃气机组配换热器供给生活热水时，用什么样的换热器宜经技术经济比较确定。一般来说宜选用贮热容积为20min左右的半容积或容积换热器，这样换热器大小适当，又不要加大燃油烯气机组的负荷，供水安全可靠。
4.2 综合评价热工性能
4.2.1 K值的来源
传热系数K是换热器的主要技术参数。前已述及：K值是与介质流态、流速、传热管材质、壁厚、介质温度、污垢情况等多项因素相关的热工参数，很难用计算方法求得，一般是通过热工测试取得的，因此，我们在评价或选用换热器产品时，首先要考证其K值是怎么得来的。
4.2.2K值与△h△T之关系
换热管内、外两侧介质流速V越高，则K值愈大，但V大则阻力加大，且K是随V0.8成正比增减，而阻力△h则与V2成正比。像板式快速换热器，其K值很高，一般为容积式换热器的4--6倍，但其阻力则为容积式换热器被加热水侧的15--20倍。不少用户评价选用产品时，往往只注重K值，而忽略了△h这个因素，在实际工程应用时，就会出现被加热水△h过大，造成系统的冷热水压力不平衡，甚至发生有的最不利用水处理热水上不去的现象。这也是欠一般生活热水不推荐采用阻力大、污垢易堵塞介质流通断面的快速换热器的原因。
从表2可以看出，K值大时，V1、V2大，△P1、△P2也大。反过来说RV-03、04在增大V1后，K值亦可提高。由于我们当时热工测试及编制样本的出发点是按《建设给水排水设计规范》的要求，尽量使单罐产热量与贮热量匹配，因而未选用高V1下的K值。当然如前所述，选用浮动盘管作换热元件的同样V1条件下，K值有一定的提高。
评价K值的另一相关因素是热媒温差。因为随着V1提高，热媒在管中停留时间缩短，其出水温度将提高，即热媒温差△T减少。因此，总换热量W虽有增加，但并不是与V1的提高（热媒流量Q1的提高）成正比增加，因W还受△T减小的影响。式W=Q1.△T.C（式中C为比热）即反映出了此关系。表1所示的测试数据，热媒流速V1从1.69m/s增加到2.70m/s，上升了60%，热媒温差从17.9℃下降了44%，因此，总换热量仅增加了4%。
4.3 可检修性
生活热水用的换热设备比其他一般用水设备结垢、腐蚀等问题要严重得多，因此任何这方面的产品均不能忽视检修的因素。工程应用即要能抽出换热盘管，盘管本身亦要有方便更换修理之可能。尤其是现在新建的工程，一些大的设备进去后就很难搬出来。如果像容积式、半容积式这样较大型设备，抽不出盘管，
出了问题，将束手无策。
4.4安全可靠的附配件
生活热水换热器除配温度计、压力表、属压力容器者装安全阀或膨胀管等外，主要应配备一个好的温度控制阀。半即热式换热器应配灵敏可靠的温控装置和超温超压的安全装置自不必说，就是容积、半容积式换热器亦需配置质量可靠的被加热水温度控制阀。有的用户为了省钱，采用劣质温控阀、设备运行时，根本不起作用，只好人工控温。结果水温得不到良好的控制，盘管外过水断面很快被水垢堵塞，时间一长，整个盘管报废，大大地浪费了人力、物力和财力。个别严重者，使用时造成烫伤人的事故。因此，采用了一个合适可靠的温控阀是保证换热器良好过行的关键因素。
浅析浮动盘管换热器和U型管换热器在建筑热水中的应用 摘要：本文分析了浮动盘管换热器和U型管换热器的性能优缺点，并重点分析了浮动盘管换热器自动除垢功能和两种换热器在建筑热水系统中的应用，为使用方、设计方提供了选用的依据。 在建筑热水供应设备中，有浮动盘管换热器、U型管换热器、螺旋管换热器等，下面重点分析前两种换热器。 一、浮动盘管换热器 浮动盘管换热器是一种间接换热器。传热部分采用铜管，把传热管做成螺旋状浮动置于壳体内，所以称为浮动盘管。由于该换热器的传热管在壳体内水流过时可上下浮动高频振动，可使被加热水发生扰动，增强了传热效果。 浮动盘管主要分为沉浸式盘管换热器和喷淋式盘管换热器，其中沉浸式盘管换热器的盘管放在一个容器中，盘管和容器中各走一种流体进行热交换，为了使盘管充满液体，液体应从盘管下端送入，为了避免阻塞与水击，蒸汽宜从上方送入，在蒸汽冷凝的过程中使冷凝液积聚下端，如果需要的传热面大，可以将盘管相互呈同心圆状的并排排列。 1.浮动盘管换热器的优点 浮动盘管换热器采用纯铜浮动盘管和纯铜内胆，可防止“军团菌”的滋生。铜金属具备天然杀灭“军团菌”的作用，试验表明，大部分细菌在铜表面上不能存活，这也就是国外大部分宾馆，尤其是宾馆、医院的热水系统采用铜管、铜内胆的换热器原因之一。随着人们生活水平的提高，尤其是“非典”以后国家重视公共卫生安全，浮动盘管换热器无疑是更加卫生安全、技术成熟的设备。换热器的传热元件采用悬臂式浮动盘管结构。在加热过程中，由于盘管内蒸汽离心力的作用，使盘管产生一种高频浮动，促进被加热介质产生扰动，破坏了阻碍层流传热层滞留现象。同时由于盘管为悬臂自由端，胀缩自由，产生高频浮动，使碱性附着物自动脱离开管臂，形式自动脱垢的独有特性（下文有具体分析介绍）。盘管换热器通常用于对管内介质的冷却、冷凝或是对管外介质的加热、冷却和蒸发等。浮动盘管换热器结构简单、造价低、操作方便，且盘管内可承受高压。此外，浮动盘管换热器还常用在需要传热面积不大的反应釜内作换热构件。浮动盘管型容积式换热器可以提高容积利用率，U型管容积式换热器受容器构造之要求，一般加热管距容器的底部需有相当大的距离，传统U型管容积式换热器冷水区约占整个容器容积的20%--30%，即它的有效贮热容积只为70%--80%。浮动盘管型换热器的换热盘管距容器底可以近到100mm左右，换热器特殊结构可消除无冷水区，有效贮热容积可达95%-100%，大大提高了换热器的容积利用率。 2.自动除垢的具体分析 除垢的机理：当盘管内输入高温热媒时，将引起管壁的膨胀，附着在管外壁的水垢亦产生膨胀。换热器停止换热时，管内停止输入高温热媒，管壁因降温而收缩，水垢层亦收缩。但管壁与水垢的热膨胀系数不一样，前者大后者小，因而这不同的胀缩量有可能使水垢脱落。 防垢、脱垢的另一个重要因素是控制被加热水的出水温度。从一定意义上讲，这是一条关键因素。换热器的水温严格控制在55℃左右，限制了结垢的条件。相反有的工程换热器用了不到一年，盘外壁空间全被水垢堵死，原因是换热器出水温度控制不好，有时高达80℃以上。如果配备温控精度高的温控阀，将热水出口温度控制在55℃±2℃范围内，就会限制结垢条件，延长设备使用寿命，同时可防止出现烫伤人的事故。 建筑热水换热器除配温度计、压力表、安全阀或膨胀管等外，主要应配备一个好的温度控制阀。半即热式换热器应配灵敏可靠的温控装置和超温超压的安全装置自不必说，就是容
一、铜盘管换热器相关计算 条件：600kg 水 6小时升温30℃单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况： 定性温度40℃ 定性温度50℃ 管径0.014m Re 21244.31 Re 25179.86 管径0.20m Re 30349.01 Re 35971.22 湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5 物性参数： 40℃饱和水参数。 黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ℃) 求解过程： 盘管内平均水温40℃为定性温度时 换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为 0.4f 8 .0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝ 1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4 （d1） 0.4f 8 .0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝ 1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7
（d2） 管内对流换热系数为 l Nu h f f i λ?==143.4*0.635/0.014=6503.39 （d1） l Nu h f f i λ?= =190.7*0.635/0.02=6055.63 （d2） 管外对流换热系数 格拉晓夫数准则为（Δt=10） 23/υβtd g Gr ?==9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2 =356781.6 （d1） 23/υβtd g Gr ?==9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^-6)2 =927492.9（d2） 其中g=9.8 N/kg β为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K 自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8） 25.023w w Pr t g l 525.0Nu ??? ? ????=να=0.525(356781.6*4.31)0.25=18.48755 （d1） 25.023w w Pr t g l 525.0Nu ???? ????=να=0.525(927492.9*4.31)0.25=23.47504 （d2） 其中Pr 普朗特数为4.31 对流换热系数为 d Nu m λ α==18.48755*0.635/0.014=838.5422 （d1）
纯凝结段换热器热力水力计算 （盘管式） 一．原始数据 给水压力w P （MPa ） 给水流量G （s kg /） 给水进口焓1h （kg kJ /）或给水进口温度1t （℃） 给水出口焓2h （kg kJ /）或给水出口温度2t （℃） 蒸汽压力s P （MPa ）或蒸汽饱和温度s T （℃） 蒸汽进口焓1H （kg kJ /） 蒸汽温度1T （℃） 疏水出口焓2H （kg kJ /） 二．选用数据 1．管子直径i o d d /（m m /） 螺旋管式高加常取略大的管径，约φ18~32mm ，壁厚2.5~5mm 左右。腰圆管的壁厚最薄至2.5mm ，实践表明2mm 壁厚者寿命不长。 螺旋形以及腰圆形等的管子，当壁厚在2.5~3mm 以上时，可以拼焊，但须注意拼接质量。 2．管内水速w （s m /） N d G w i 2 4 πυ = 在额定满负荷运行工况下，流经管内的给水流速按平均温度不超过下列数值，平均温度可按进口和出口温度的算术平均值或按热力计算的数据取用： 不锈钢、蒙乃尔合金（monel ）、因科镍（inconel ）管子为3s m / 铜镍合金（70-30，80-20，90-10）管子为2.7s m / 碳钢管子为2.4s m / 在平均温度下的额定满负荷工况下的碳钢管和铜管的合适给水速度推荐 为1.85s m /，或在1.85~2s m /之间，不得已时可略超过2s m /，但不应超过2s m /；螺旋管式高压加热器的碳钢螺旋管内给水速度推荐为2s m / 三．计算 1．传热量Q （W ）
()31210?-=h h G Q 2．核算蒸汽量D （s kg /） ()98 .0103 21??-= H H Q D 3．对数平均温差m t ?（℃） 2 11 2t T t T In t t t s s m ---= ? 4．给水平均温度f t （℃） m s f t T t ?-= 5．汽侧壁温w t （℃） m s w t T t ?-=4.0 6．汽液膜平均温度M t （℃） ()w s M t T t +=2 1 7．系数B ，查表 8．汽化潜热r （kg kJ /） 根据s P 查汽水性质表 9．换热管数量N （根） w d G N i 24 υ =
各种型号换热器说明 一各种型号换热器说明及优点 1、BLL双螺旋波节管换热器，使被加热介质在管内成螺旋线流动形式，破坏管壁的介膜层，增加传热面的热传递。它的传热机理与光管及其它形式的传热元件有明显不同。 l换热效果明显提高由于换热器采用了导热最优良的紫铜管制作，换热效果比其它管壳式热交换器相比，换热量提高了3~5倍。在汽-水换热中，传热系数K值在4500~6500W/m2?℃之间，在水-水换热中，传热系数K值在3200~5000 W/m2?℃之间。 不易结垢 由于对紫铜管的特殊加工，在工作过程中，紫铜管的热伸冷缩，使垢片碎裂脱落，预防了结垢现象。 安全性能高 因传热管具有热补偿能力，在传热过程中固定性能优良，可减少应力的作用，因此，管板与管的胀接口处不易泄漏。 安装灵活方便 该设备具有立式、卧式两种结构型式，能适应各种场合的使用，方便灵活。 这类换热器是按照GB150-1998、GB151-1999〈〈钢制压力容器〉〉和〈〈管壳式压力容器〉〉制造、检验和验收的，安全可靠、性能优良，是当今最优秀的换代产品。 2、SFP、LFP型浮动盘管热交换器半即热式换热器也是适应现代需要开发研制的一种新型换热器。它是将加热水贮存在壳体内，热媒（蒸汽或高温水）在管束盘管内，它属于一种有限量注水的换热器，具有较少的注水量（可注水1-3分钟用水），却能迅速补充热量。由于该换热器传热效率高，在换热器热媒进口必须安装温度调节器，以控制热媒和热水温度，尤其是热水供应系统，温度控制更为重要。 自动除垢 换热器中螺旋盘管在热媒温度、压力变化和离心力作用下，以及被加热水流动力的冲动下，使盘管自由上下，左右浮动和高频振动，可使水垢不易粘附在管臂上，可自动脱落，实现自动除垢。但在某些角落仍可能有部分水垢无法脱落，每半年应清垢一次，可利用热水冲击方法，具体如下：1）放净壳体内的水。2）关闭进出水口。3）打开进汽阀和冷凝水阀门排净管内存水，然后关闭冷凝水阀门，大约5-6分钟突然关闭进汽阀门，打开冷水阀门和底部排污阀门，使加热管突然冷却同时关掉脱落水垢，连续5-6次，即可全部排净。 节能效果显著，由于热媒在管内，被加热水在壳体内，因而壳体表面温度低，散热损失少，节约能源，尤其是汽-水换热时，冷凝水温度低，具有较大的节能效益，并减少环境污染。 3、BBR(BR)板式换热器的结构比较简单，它是由板片、密封垫片、固定压紧板等零部件组成，其中板片采用进口不锈钢板，密封垫片采用中美合资生产的派克垫。其主要技术指标均达到国内先进水平，且在许多方面与国外同类产品相当。 传热系数高 板式换热器不存在旁通，板片波纹能使流体在较小的流速下产生湍流，所以具有较高的传热系数，一般为3000~7000W/㎡?℃，同时湍流又具有自净效应能够防止污垢的形成。 占地面积小 板式换热器结构紧凑，在传热量相当的条件下，所占空间仅为管壳式换热器的1/2~1/3。 阻力损失小 在相同的传热系数条件下，板式换热器通过合理的选择流速，阻力损失可控制在管壳式换热器的1/3范围内。 热损失小
共享知识分享快乐 一、铜盘管换热器相关计算 条件：600kg水6小时升温30℃?单位时间内换热器的放热量为q q=GCΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s，管内径为0.007m，0.01m， 盘管内水换热情况： Re=10^4~1.2*10^5 湍流范围：物性参数： 40℃饱和水参数。 黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ) ℃ 求解过程： 盘管内平均水温40℃为定性温度时 换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为 0.80.40.80.4Pr023Re*0.2Nu?1.=143.4 （d1）＝1.2*0.023*21244.31 4.31fff0.40.80.40.8Pr023Re*0.?Nu1.2 d2）＝1.2*0.023*30349.014.31（=190.7 fff 管内对流换热系数为??Nu ff?h）d1 （=143.4*0.635/0.014=6503.39 i l??Nu ff h?）（d2 =190.7*0.635/0.02=6055.63 i l管外对流换热系数 格拉晓夫数准则为（Δt=10） 3232??/?tdGr?g）（=9.8*3.86*10^-4*10*.016=356781.6 /(0.659*10^-6)d13232??/Gr?g?td） （=9.8*3.86*10^-4*10*.022/(0.659*10^-6)d2=927492.9 其中g=9.8 N/kg ?为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K 页眉内容． 共享知识分享快乐 自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8） 0.253???t?lg??w0.25Pr??Nu0.525d1）=18.48755 （=0.525(356781.6*4.31)?? w2???0.253???t?lg??w0.25Nu525Pr??0.）（d2=23.47504 =0.525(927492.9*4.31) ??w2???其中Pr普朗特数为4.31 对流换热系数为 ?Nu m??）（d1 =18.48755*0.635/0.014=838.5422 d?Nu m??）
iani盘管与夹套式热交换器 一、实验目的 测定盘管式与夹套式热交换器的热总传系数。 二、实验原理 化学工厂常见的反应器、调料桶等都需要配备加热(或冷却)及搅拌装置，以便有效控制器内物料的温度，一般均以夹套或盘管式热交换器来达成目的。夹套与盘管可同时共有，也可单独装设，依实际需要而定。 (一)盘管式热交换器 盘管式热交换器包括一个圆柱形容器，在容器内可以装设机械搅拌，以便加强热传效果，其盘管则由铜管、钢管或其他合金管均匀地盘绕而成，使获得较大的传热面积。若以盘管盘绕方式来区分，则可分为平板盘管式(Plate coil)热交换器(图一)及螺旋盘管式(Helical coil)热交换器(图二)两种。平板管水平置于容器底部，藉由自然对流的方式传递热量，螺旋管则装在垂直圆柱容器内，两者皆可加装搅拌器，以提高热传效率。 图一平板盘管热交换器(a)侧视图(b)为不同盘绕方式的俯视图
图二 附挡板螺旋盘管式热交换器及其几何形状的建议值比率 盘管式热交换器具有如下的优点： (1)流体具有离心力，而增加传热效果。 (2)型态简单，有安定的流动，适于黏性流体的热交换。 (3)积垢性小，易清理。 (4)适于流量小或低比热的流体。 (5)安装容易，坚固耐用。 但它亦受以下的限制： (1)整体结构小，管的整修、接合比较困难。 (2)管外虽可用机械方式清理，但管内一定要以化学方式 处理。 以下各种热传系数经验式的介绍，皆以螺旋盘管式热交换器为例： 1.稳定状态下的传热 (1)总传热系数 如图三所示，若所供应热源为热水加热流体，当系统达稳定状态后，则热水所供应的热量为 ()hb ha h h h T T Cp m q -= (1) 冷水吸收热量为：
水水容积式换热器 ——换热设备推广中心 水水容积式换热器不仅拥有换热器的优点，同时弥补了换热器容积小的缺点，可以续存部分的热水，适用于符合波动较大或短时间需要大量用水的情况. 容积式换热器按照导热管的不同主要可以分为:螺纹管容积式换热器.涡流热膜容积式换热器和浮动盘管容积式换热器。山东普利龙压力容器有限公司具有生产换热器的多年经验。水水容积式换热器按照外形的不同主要有:立式水水容积式换热器和卧式水水容积式换热器。水水容积式换热器按照导热管的不同又可以分为:浮动盘管容积式换热器和螺纹管容积式换热器。一般都由导管.法兰.筒体和管板组成。 在换热器家族中，浮动盘管容积式换热器以其独有的换热元件，使其具有许多其它形式换热器所不具备的优点，因而备受用户青睐。山东普利龙压力容器有限公司在十多年的生产制造过程中，认真总结自身经验，收集市场反馈信息，不断优化改进，使其结构益趋合理，性能更加优越。根据我公司研发进程及市场需求，现已推出第六代产品。 浮动盘管容积式换热器的性能特点: 、传热系数高:汽水换热时，K,2100,32001 千卡,平方米小时。度(2400,3720瓦,平方米 度);水水换热时，K,1210,2100千卡,平方米。
小时。度(1410,2460瓦,平方米。度)。 2、贮水量大，基本无死水区，容积利用率高，水头损失小，供水安全稳定。 3、不需预留抽管束空间，占地面积小。 4、由于换热盘管在壳体内可浮动和自由伸缩，促使热媒和被加热水扰动，提高了传热效率，使换热更充分，一级换热即可满足使用要求。汽水换热时，凝结水温度可降到50?以下，充分节约能源。 5、可连续自动检测出水温度，并指令控制阀调节进入盘管内的热媒流量，实现精确温控。即使在负荷波动情况下，出水温度可保持在设定值的?2?范围内(本功能非设备固有，须用户选购温控阀)。 6、具有自动除垢的功能，运转过程中无冲击噪声，便于维修管理，使用寿命长。 LWR螺纹管容积式换热器采用高效传热管—螺纹管作为换热元件，传热系数高，比光管换热器高1—3倍，流动阻力小，消耗动力少。
第二章采购内容、技术规格及要求 一、招标货物一览表（投标报价单包括半容积式换热机组整体报价及主要分部件详细报价）
1、所有机组按施工图配置（包含但不限于）：换热器、膨胀罐、循环水泵、磁水器、过滤器、压力表、温度计、安全阀、闸阀、止回阀、防倒流止回阀、连接不锈管材管件、自控柜等。 2、主要设备材料品牌应满足汽源提供单位阜阳热电集团有限公司关于热力站房技术标准：（1）半容积式热交换机为国内知名品牌； （2）一次侧蒸汽及冷凝水接口，除自身法兰外，单独再配法兰一片。 （3）二次侧所有管材管件、阀门均为不锈钢材质，阀门附件为国内一线品牌(品牌为：埃美柯、开维喜、丹佛斯、维克威尔)。 （4）循环水泵（为进口品牌：KSB、威乐、格兰富、赛莱默）泵体、叶轮均为不锈钢SUS340材质，轴承为原装进口品牌集成机械密封。 （5）控制柜元器件品牌为：施耐德、ABB、西门子 3、换热机组必须具备全自动无人值守功能。 二、供货要求（成套供应组装、调试） 1、本次招标的货物，投标人应根据本章的技术规范及环境条件要求选择使用寿命长、品质佳、性能价格比优、环保节能、便于维护的货物参与投标，并需对其投标文件和供货中涉及到的专利负责，保证在任何情况下不伤害招标人的利益。 2、本次招标采购范围内的材料均需符合设计文件和国家有关规定的具体要求，所有材料须有合格证和质量保证书，并符合国家颁布的最新技术标准；使用时须经招标人、监理单位、安装单位验收合格后才能使用。 3、本次采购的货物质量等级不低于国家或行业相关规定标准。 4、本次招标采购的所有材料加工、制作均在制造商场地内制作完成，货到现场时必须经招标人、监理单位、安装单位验收。 5、投标人应根据招标文件所提出的技术规格、参数、数量、质量和服务要求，综合考虑材料的适应性，选择具有最佳性能价格比的材料前来投标。希望投标人以精良的材料、优良的服务和优惠的价格，充分显示自身的竞争实力。 6、因本次招标采购的材料制造、包装运输等方面引起的货物缺陷，造成工程验收不能通
_____ 板式换热器与浮动盘管换热器的比较就贵单位换热设备维修或更换事宜,将板式换热器与浮动盘管换热器使用利弊情况等反映给各位领导，供您参考。 一、性能比较 1、板式换热器 体积较小，结构紧凑，换热效率较好。但是密封垫片容易老化，密封面积很大，泄露的可能性较大，密封垫片属于专用垫片，价格较高，不能自动清理水垢。用于洗澡水用换热器时，每年必须将设备解体一次，专门清理结垢，费时费力，每次除垢后，都必须更换密封垫片。 2、水平浮动盘管换热器 需要的密封面积很小，密封可靠性高。传热材料为传热系数很高的紫铜管,换热管形状为螺旋形，采用悬臂式安装，工作时铜管产生高频振动,破坏铜管表面的层流层,大大降低了传热阻力,提高传热系数，增加了传热能力。产品寿命长,安装调试完成后，基本无需维修。同时由于盘管为悬臂自由端，胀缩自如，产生高频浮动，使得碱性附着物自动离开管壁，无须拆机，自动脱垢。另外操作简便易行，基本为傻瓜型。 二、设备的实用性与经济情况
_____ 1、板式换热器 比较适用于水/水换热。在汽水换热时，蒸汽进口部位温度较高，此处密封胶垫很容易老化损坏，一般不超过两个采暖期，此处就会发生泄露，需要维修，维修时，所有垫片都已失去弹性，需要全部更换。 另外，胶垫使用胶粘贴在板片上，目前这种胶中含有一种氯离子，在高温时，对不锈钢的腐蚀性极强，一般在2~3个采暖周期后，板片上粘贴胶垫的部位已经开始锈蚀腐烂，板片一烂，便可发生泄露，又须立即更换新的板片。综上所述，板式换热器一般从第二年开始支付维修费用，以后每年会以20~50%递增维修费用。这样一台设备实际使用寿命不超过6年，就会完全报废。 板式换热器流道比较狭窄容易结垢，影响换热效率，结垢到一定量时，必须维修清垢。 2、浮动盘管换热器 根据其结构特点，比较适用于汽/水换热，他的换热管为紫铜管，焊接在热媒管上，固定和密封稳定可靠，使用寿命长，根据换热管的特点能够自动脱垢，还能不打开换热器进行人工除垢，这样每年维修费用为零。该设备的设计使用寿命一般为10年以上，但是这种设备的一次性投资比
盘管换热器相关计算
一、铜盘管换热器相关计算 条件：600kg 水 6小时升温30℃ 单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600*4.2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况： 定性温度40℃ 定性温度50℃ 管径0.014m Re 21244.31 Re 25179.86 管径0.20m Re 30349.01 Re 35971.22 湍流范围：Re=10^4~1.2*10^5 物性参数： 40℃饱和水参数。 黏度—653.3*10^-6 运动黏度—0.659 *10^-6 普朗特数—4.31 导热系数—63.5*10^2 w/(m. ℃) 求解过程： 盘管内平均水温40℃为定性温度时 换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为 0.4 f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu ＝
1.2*0.023*21244.310.84.310.4=143.4 （d1） 0.4 f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝ 1.2*0.023*30349.010.84.310.4=190.7 （d2） 管内对流换热系数为 l Nu h f f i λ?= =143.4*0.635/0.014=6503.39 （d1） l Nu h f f i λ?= =190.7*0.635/0.02=6055.63 （d2） 管外对流换热系数 格拉晓夫数准则为（Δt=10） 2 3/υβtd g Gr ?==9.8*3.86*10^-4*10*.0163/(0.659*10^-6)2=356781.6 （d1） 2 3/υβtd g Gr ?==9.8*3.86*10^-4*10*.0223/(0.659*10^- 6)2=927492.9（d2） 其中g=9.8 N/kg β 为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K 自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~5.76*10^8）
ZNHRV高效导流浮动盘管半容积式换热器样本剖析中能元通 ZNHRV高效导流浮动盘管半容积式换热器样本 前言 ZNHRV系列高效导流浮动盘管半容积式换热器，是我厂根据中国建筑设计研究院教授级高级工程师的专利自行设计制造的新产品。 该产品的突出优点是换热盘管可抽出罐体进行维修(能满足GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》4.4.13条之要求。
该产品另一特点是:采用多行程螺旋浮动盘管辅以逆流换热、导流装置等措施，换热充分。 该产品于97年11月和98年11月进行了二次热工性能的自测，并经国家一级热工测试中心——机电部华北工业锅炉测试中心复测，测试结果为:在被加热水阻力较小的工况下，传热系数K值远超过现有同类新产品。换热面积大、产热量高、且无滞水区、缓解结垢。是一种理想的生活热水加热贮热设备。 1 产品说明 一、性能特点: 浮动盘管换热器是近年来国内发展的一种新型换热设备，与固定盘管相比浮动盘管能上下轻微浮动，产生高频振动，形成良好紊流传热状态，并且它能借助通过高温热媒的薄壁铜管管壁与管外壁结垢层膨胀量的差异，在一定条件下，使水垢自动脱落。但水垢的自动去除受水质、使用条件、热媒工况、维护管理等多项因素之影响，不可能做到完全自动脱垢。任何产品均不能因此而忽略盘管维护检修之条件。目前社会上一些浮动盘管型容积式换热器存在的一个通病是换热管束很难进行维护和抽出来检修，不符合GB50015-2003(《建筑给水排水设计规范》4.4.13条之要求。 ZNHRV导流浮动盘管型半容积式换热器在吸收浮动盘管作为换热器元件的基础上，就解决同类换热设备存在的问题，作了较深的研究改进。 它具有如下特点: l、方便浮动盘管的维护，盘管可在罐内亦可从罐体侧面抽出来检修或更换。 2、采用多行程螺旋的浮动管组，热媒分布均匀，流程长，消除了短路换热现象。同时，本产品借用了RV-03(04导流的原理，在大直径的罐体内合理地设置了导流装置，进一步改善了换热工况，本产品样罐的主要热力性能参数经自测及国家
1 当前国浮动盘管型换热器的一些基本形式 1.1盘管型式 1.1.1立式螺旋型 其基本构造是几个不同旋转直径的竖向螺旋管组成一级管束。但其组合分配型式有较大差异，按管束末端的构造又可分为下述两种类型。 （1）末端为自由浮动的分配器（也称之为惰性块）见图1、图2。 图形1、图2中的分配器具有两个功能：其一，使热媒在各管束较均匀的分配，增大流程，以利充分换热；其二，起阴尼作用，防止共振破坏。图2所示带有两个惰性块，还可起诱导振动的受体作用，能提高传热效率。 （2）盘管始、末端采用分、集水短管连接，如图3所示。国大部分生产浮动盘管型换热器的厂家均采用这种做法。 1.1.2水平螺旋型 它是由一根根水平螺旋管组成，按其分水与集水立管的位置也分为两种类型：分水立管、集水立管边置型，如图4所示；分水立管、集水立管中置型，如图5所示。 1.2换热器的型式 1.2.1半即热式 典型产品是热高牌半即热式换热器 1.2.2容积式 这是近几年来国生产厂家发展较快，品种繁杂的产品。据初步了解，大概有如图6所示的产品。2、浮动盘管型换热器的优点 浮动盘管型换热器与U型管换热器相比，在换热性能上的优越性，主要体现在如下两个方面。 2.1传热系数K值有所提高 工业大学程林教授在他发表的“弹性管束换热器的发展与应用”一文中提到：“与一般的管束式换热器相比，在相同流速条件下，弹性管束汽水热交换器的传热系数提高了200%，同时，弹性管束亦比浮动盘管的传热系数提高40%。 笔者也做过几次浮动盘管型容积式换热器的热工性能测试。其结果及它与我在前几年研制的RV系列容积式换热器、HRV系列半容积式换热器在水-水换热工况下的性能曲线比较见图7。 从图7可以看出：在水-水换热时，相同热媒流速条件下，DFRV浮动盘管换热器的K平均值分别为R V-03、RV-04、HRV-01、HRV-02的1.40、1.31与1.12倍。 需说明的是图7的比较是粗浅的，因为它只固定了热媒流速一个因素。传热系数的基本公式为： 1/K=1/α1+δ/λ+1/α2 式中：K----传热系数； α1----热媒向换热管壁的放热系数； α2----换热管外壁向被加热水的放热系数； 壁厚、水垢和铁锈的总厚度； δ----- λ----管壁、水垢、铁锈等的导热系数。 图7中的关系只反映了K与α1（因与α1热媒流速V1成正比）的关系。由于容积式换热器被加热水流速V2很低，又很难计算确定，并且对于生活热水换热器来说，换热器的产热量主要是满足规定温度下的设计耗热量即可。因此，我们没有做更深入的工作，作出相应不同热媒流速V1，被加热水流速V2的对应K 值的关系曲线。也就是说，图7中的关系线未反映出K与V2即α2之关系。另外RV、HRV系列换热器测
、铜盘管换热器相关计算 条件：600kg水6小时升温30 C 单位时间内换热器的放热量为q q=GC △ T=600*4.2*10A3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s，管内径为 0.007m, 0.01m , 盘管内水换热情况： 湍流范围：Re=10A4~1.2*10A5 物性参数： 40 C饱和水参数。 黏度一653.3*10A-6 运动黏度一0.659 *10八-6 普朗特数一4.31 导热系数—63.5*1QA2 w/(m. C) 求解过程： 盘管内平均水温 40 C为定性温度时 换热铜管的外径，分别取 d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为 NU f ^1.2* 0.023Re f0.8Pr f0.4 = 1.2*0.023*21244.31 0.84.310.4=143.4 (d1) NU f ^1.2* 0.023Re f0.8Pr f0.4 = 1.2*0.023*30349.01 0.84.310.4=190.7 (d2) 管内对流换热系数为 , Nu f% h j f__L=143.4*0.635/0.014=6503.39 (d1) l u Nu f 如 h j f--- =190.7*0.635/0.02=6055.63 (d2) 管外对流换热系数 格拉晓夫数准则为(A t=10) Gr n g：：td3/ 2 =9.8*3.86*10A-4*10*.016 3/(0.659*10A-6) 2=356781.6 (d1) Gr ：td3/ 2 =9.8*3.86*10A-4*10*.022 其中 g=9.8 N/kg :为水的膨胀系数为 386*10A-6 1/K 3 2 /(0.659*10A-6) =927492.9 (d2)
条件：600kg 水 6小时升温30℃单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600**10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s ，管内径为0.007m ，0.01m ， 盘管内水换热情况： 定性温度40℃ 定性温度50℃ 管径0.014m Re Re 管径0.20m Re Re 物性参数： 40℃饱和水参数。 黏度—*10^-6 运动黏度— *10^-6 普朗特数— 导热系数—*10^2 w/(m. ℃) 求解过程： 盘管内平均水温40℃为定性温度时 换热铜管的外径，分别取d1=0.014m d2=0.02m 努谢尔特准则为 0.4 f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝** （d1） 0.4 f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝** （d2） 管内对流换热系数为 l Nu h f f i λ?= =*= （d1） l Nu h f f i λ?= =*= （d2） 管外对流换热系数 格拉晓夫数准则为（Δt=10） 23/υβtd g Gr ?==**10^-4*10*.0163/*10^-6)2= （d1） 23/υβtd g Gr ?==**10^-4*10*.0223/*10^-6)2=（d2） 其中g= N/kg β为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K 自然对流换热均为层流换热（层流范围：Gr=10^4~*10^8） 25 .023 w w Pr t g l 525.0Nu ? ?? ? ????=να=*= （d1）
25 .023w w Pr t g l 525.0Nu ??? ? ????=να=*= （d2） 其中Pr 普朗特数为 对流换热系数为 d Nu m λ α= =*= （d1） d Nu m λ α= =*= （d2） 其中λ为(m. ℃) .传热系数U λ δ++=o i h 1h 1U 1=1/+1/+1/393= U= （d1） λ δ++=o i h 1h 1U 1=1/+1/+1/393= U= （d2） h i －螺旋换热器内表面传热系数 J/㎡·s ·℃ h o －螺旋换热器外表面传热系数 J/㎡·s ·℃ δ－螺旋换热器管壁厚 m δ=1m λ－管材的导热系数 J/m ·s ·℃ λ=393W/m ℃ k o －分别为管外垢层热阻的倒数（当无垢层热阻时k o 为1） J/㎡·s ·℃ 自来水 k o =㎡℃/W 换热器铜管长度 d q l απ70==3500/10/= （d1） A= d q l απ70= =3500/10/= （d2） A= 二、集热面积的相关计算（间接系统） 条件：加热600kg 水，初始水温10℃，集热平面太阳辐照量17MJ/㎡以上，温升30℃，
容积式热交换器 操 作 维 护 手 册 长沙市凌志环保设备有限公司CHANGSHA LENA ENVIROMENTAL PROTECTION EQUIPMENT CO.，LTD
一、概述 1.1欢迎使用本公司设计生产的容积式热交换器，在安装使用和维护设备前，请详细阅读本说 明书，并保存以供参考。 1.2在使用该处理设备时，请遵守所有的安全操作规程，以避免对操作人员、设备造成不必要 的损害。 1.3没有制造商或代理商的书面通知，不允许对设备作任何改变。 二、产品简介： 技术参数表： 型号RV-04-3.5H 换热面积7.3㎡ 盘管材质T2 壳体材质碳钢 管程压力 1.0MPa 壳程压力 1.6MPa 热媒进出口通径80mm 冷水进口通径50mm 热水出口通径50mm 排污口通径40mm 容积式热交换器，是吸收了国际产品的热功性能和特点的基础上，由本公司与建筑设计院联合研制的新一代热交换器，该产品结构新颖，组装简单，维修检查方便，性能卓越，采用了分离式螺旋盘管专利技术。兼有即热式加热复原能力强的特点，同时保证稳定的水温控制，避免复杂的安装及设备占用的庞大空间，愈来愈成为民用、商业、事业性及多用途大厦的优先选择换热器。 换热机理：浮动盘管在加热过程中，其内部流动的热媒所产生的离心力，使盘管产生一种高频震动，并随着水温变化而自由伸缩，促使被加热介质产生扰动，破坏层流传热，使传热效率大幅度提高，传热系数K≥3000W/m2·℃,是一般管壳式换热器的三倍。 独具自动除垢功能：在运行过程中，螺旋形浮动盘管的频繁振动及随水温的自由伸缩，使可能在盘管外部形成的水垢自动脱落，无须实施专门的除垢措施而使正常使用水中断，并确保设备的热性能。 应用范围：热交换器广泛适用于宾馆、饭店、机关、工厂、学校、医院、游泳馆及化工、炼油、造船等工业与民用建筑的热水供应、采暖及空调系统，特别适合用于设备安装、维修及运行情况有较高要求的场合。
盤管與夾套式熱交換器 一、實驗目的 測定盤管式與夾套式熱交換器的熱總傳係數。 二、實驗原理 化學工廠常見的反應器、調料桶等都需要配備加熱(或冷卻)及攪拌裝置，以便有效控制器內物料的溫度，一般均以夾套或盤管式熱交換器來達成目的。夾套與盤管可同時共有，也可單獨裝設，依實際需要而定。 (一)盤管式熱交換器 盤管式熱交換器包括一個圓柱形容器，在容器內可以裝設機械攪拌，以便加強熱傳效果，其盤管則由銅管、鋼管或其他合金管均勻地盤繞而成，使獲得較大的傳熱面積。若以盤管盤繞方式來區分，則可分為平板盤管式(Plate coil)熱交換器(圖一)及螺旋盤管式(Helical coil)熱交換器(圖二)兩種。平板管水平置於容器底部，藉由自然對流的方式傳遞熱量，螺旋管則裝在垂直圓柱容器內，兩者皆可加裝攪拌器，以提高熱傳效率。 圖一平板盤管熱交換器(a)側視圖(b)為不同盤繞方式的俯視圖
圖二 附擋板螺旋盤管式熱交換器及其幾何形狀的建議值比率 盤管式熱交換器具有如下的優點： (1)流體具有離心力，而增加傳熱效果。 (2)型態簡單，有安定的流動，適於黏性流體的熱交換。 (3)積垢性小，易清理。 (4)適於流量小或低比熱的流體。 (5)安裝容易，堅固耐用。 但它亦受以下的限制： (1)整體結構小，管的整修、接合比較困難。 (2)管外雖可用機械方式清理，但管內一定要以化學方式 處理。 以下各種熱傳係數經驗式的介紹，皆以螺旋盤管式熱交換器為例： 1.穩定狀態下的傳熱 (1)總傳熱係數 如圖三所示，若所供應熱源為熱水加熱流體，當系統達穩定狀態後，則熱水所供應的熱量為 ()hb ha h h h T T Cp m q -= (1)
壳盘管换热器PK壳管换热器,换热效率谁更厉害 大家看到‘换热器’这三个字，大家的第一反应是什么呢？肯定有很多人想到是下面图1型号壳管式换热器，那壳盘管式换热器是什么东西?小伙伴们直接懵了,接下来小编就要为大家讲述下壳盘管式换热器,如图2壳盘管式换热器,两者在外表有明显区别的。 图1壳管式换热器 图2壳盘管式换热器 我们就拿市场上杭州沈氏换热器的两款主流产品换热器产品来比较，沈氏130K W壳管和钢塑壳盘管。 沈氏壳管换热器一般用于冷热水机组、模块机等机组的蒸发器和冷凝器；采用7m m传热管升级、螺旋折流板优化、并组合使用多项沈氏专利 分配器，换热效率高；沈氏壳管严格按照G B150，151标准设计和制造、氟侧封头采用激光焊，承压高，无传统密封垫的泄漏风险、换热管为整 体成型，无拼接，无焊点与水接触、抗冻性能强、可靠性强；氟侧封头 专利优化设计，节约材料成本、小传热管用小壳体，紧凑度高，用料省
体积小。 沈氏钢塑壳盘管式换热器是由内螺纹管弯制成Ω形与带折流板的壳体组成的一种换热器；结合了壳管式换热器和板式换热器的特点；壳体是由塑料内胆（P A6）、发泡保温层和钢制外壳组成。内管布置方式具有原创性技术发明专利。 图3壳盘管式换热器构造 壳盘管式换热器有自己特色，一方面由于采用内芯Ω结构，具有良好收缩弹性，能有效抗冻，另外还能加强流体的扰流，能有效加强换热；另一方面由钢制外壳与工程塑料内胆之间填充发泡材料，减少了换热器的漏热，用户无需额外对外壳表面进行保温。
图4壳管式换热器参数 图5壳盘管技术参数 从两者内部结构来看，壳盘管式换热器内部构造更复杂，在内芯材质相同情况下,从各自技术参数比较,双方都能用作蒸发器和冷凝器,壳盘管式换热器做冷凝器单位面积换热量会比壳管式换热器高些，但壳盘管式换热器做蒸发器单位面积换热量会比壳管式换热器差些. 所以比较两者谁的换热效率高就要看是双方是做蒸发器还是冷凝器。
蒸汽换热器设备选型 以蒸汽为热源将水加热，在采暖、空调、生活热水选何种换热器是整体设计的一项重要内容。笔者认为必须满足以下三个条件：1.加热速度快，热效率高。 2.操作简单，少维修，低运行成本。 3.综合造价低，占地小，配套设备少。 用蒸汽作热源加热水基本有两种方法：1.间接加热――蒸汽与水为两个独立系统，通过金属表面热能从高品位向低品位传导。2.直接加热――蒸汽与水直接混合，将水加热。 间接换热器的特性：间接加热必须具备两个条件才能进行热能的位移。从传热公式Q＝KF△T可以看出：1.传导必须有温差，即△T≠0.不能等温换热，一般情况要求△T≥20℃，否则温差越小，换热面积越大。2.K值。一种金属的传热系统K值为恒定值。如果金属表面生成0.1㎜厚水垢，K值相应减少几倍，换热面也相应减少几倍，在采暖、空调系统中用软水就是这个道理。因蒸汽与水是两个各自独立的系统，压力相互间不会影响。 蒸汽换热应采用二级换热：第一级为汽－水换热（利用潜热）；第二级为水－水换热（利用显热）。在饱和蒸汽中，因潜热大于显热6－10倍，因工程造价原因，一般采用汽――水一级换热。 间接换热器种类及特点： 一、列管式换热器。采用层流传热，一级换热热效率不超过80％，冷凝水温度高，超过100℃，易汽化，蒸汽压力低于0.2MPa时，易产生蒸汽与水的冲击噪音，且有储存热水功能，水温上热下冷。份量重，易结垢。因检修需要一定抽管距离，且占地面积大，价格高，基本为淘汰产品。 二、螺旋板式换热器。采用层流传热，有两种不同材质：一种为碳钢，一种为不锈钢。热效率不超过80％，一次性使用无法维修。比列管式占地相对小，易结垢，造价低，冷凝水温度超过100℃.易汽化，蒸汽压力小于0.2MPa时，冷凝水与蒸汽产生汽水冲击噪声，因价格低廉不普遍被采用。
一、铜盘管换热器相关计算 条件:600kg 水 6小时升温30℃ 单位时间内换热器的放热量为q q=GC ΔT=600*4、2*10^3*30/(6*3600)= 3500 w 盘管内流速1m/s,管内径为0、007m,0、01m, 湍流范围:Re=10^4~1、2*10^5 物性参数: 40℃饱与水参数。 黏度—653、3*10^-6 运动黏度—0、659 *10^-6 普朗特数—4、31 导热系数—63、5*10^2 w/(m 、 ℃) 求解过程: 盘管内平均水温40℃为定性温度时 换热铜管的外径,分别取d1=0、014m d2=0、02m 努谢尔特准则为 0.4 f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝1、2*0、023*21244、310、84、310、 4=143、4 (d1) 0.4 f 8.0f f Pr 023Re .0*2.1Nu =＝1、2*0、023*30349、010、 84、310、 4=190、7 (d2) 管内对流换热系数为 l Nu h f f i λ?= =143、4*0、635/0、014=6503、39 (d1) l Nu h f f i λ?= =190、7*0、635/0、02=6055、63 (d2) 管外对流换热系数 格拉晓夫数准则为(Δt=10) 23/υβtd g Gr ?==9、8*3、86*10^-4*10*、0163/(0、659*10^-6)2=356781、6 (d1) 23/υβtd g Gr ?==9、8*3、86*10^-4*10*、0223/(0、659*10^-6)2=927492、9(d2) 其中g=9、8 N/kg β为水的膨胀系数为386*10^-6 1/K 自然对流换热均为层流换热(层流范围:Gr=10^4~5、76*10^8)
半容积式换热器的选用 容（半）容积式换热器是建筑热水中非常常见的设备。目前关于容（半）容积式换热器的形式也很多，有浮动盘管式、U型管式、U型大波节管式。实际工程中，我们选择哪种换热器呢？下面分别就其结构特点一一说明。 一、浮动盘管式 浮动盘管式半容积式换热器是借鉴半即热式换热器的换热单元，一种更适用于建筑热水系统中的产品。半即热式换热器的换热单元——浮动盘管，具有自动除垢功能。浮动盘管的材质一般为铜管。设备在通热媒加热的过程中，铜材质有线膨胀系数，受热变长，降温变短。自由端会在温度升高或下降时，自由伸缩。从而产生运动。由于铜管的膨胀系数和水垢的膨胀系数是不同，浮动盘管的运动，使其附着在上面的水垢自然脱落，达到自动除垢的功能。结垢是建筑热水系统一个难以避免的问题。浮动盘管式换热器正为人们解决了这个问题。而且由于没有结垢的问题，浮动盘管的传热效率不会衰减，大大延长维护周期。其热媒通道长，冷凝水温度低，节能。 二、U型管式 U型管式半容积式换热其，U型管式换热器管程每根管子都弯成U形，管子的两端分别安装在同一固定管板的两侧，并用隔板将封头隔成两室。U型管式换热器在运行中是不能自动除垢的，传热效率远远低于浮动盘管式半容积式换热器。由于其通道短，其冷凝水的温度远远高于浮动盘管式。 三、U型大波节管式 U型大波节管式半容积式换热器是利用U型波节管做为管束的一种换热其。一种换热器的传热系数高低取决于两个方面，一方面是管程内介质的流速、特性、运行工况条件等，一方面是壳程内介质的流速、特性、运行工况条件。只有这两方面的都达到，整个设备实际运行的传热系数才能很高。在建筑热水中，管壳程内介质的特性、运行工况差别不大，特别是对于一个工程中，这些参数都是一样的。波节管的传热系数高，是由于其特殊形状，使其介质流速大大改变。管壳式波节管换热器，其壳程的介质流速也很高，所以其传热系数要高于其光管换热器。但半容积式换热器只是提高了管内的介质流速，壳程因其有较大的容积。所以其用于建筑热水系统，其传热效率和U型管式相当。同时由于U型大波节换热器形状的不规则性，还容易结垢。且难清洗。大量工程使用情况证明，U型大波节管式半容积式换热器并不适用于建筑热水系统中。