板式换热器换热面积计算

板式换热器选型计算板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备，它具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、拆装方便、操作灵活等优点，目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域，因此掌握板式换热器的选型计算对每个工程设计人员都是非常重要的。

目前板式换热器的选型计算一般分为手工简易算法、手工标准算法及计算机算法三种，以下就三种算法的特点进行简要的说明。

一、手工简易算法计算公式：F=Wq/(K*△T)式中 F —换热面积m2Wq—换热量WK —传热系数W/m2·℃△T—平均对数温差℃根据选定换热系统的有关参数，计算换热量、平均对数温差，设定传热系数，求出换热面积。

选定厂家及换热器型号，计算板间流速，通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线，查出实际传热系数及压降。

若实际传热系数小于设定传热系数，则应降低设定传热系数，重新计算。

若实际传热系数大于设定传热系数，而实际压降大于设定压降，则应进一步降低设定传热系数，增大换热面积，重新计算。

经过反复校核，直到计算结果满足换热系统的要求，最终确定换热器型号及换热面积大小。

这种算法的优点是计算简单，步骤少，时间短；缺点是结果不准确，应用范围窄。

造成结果不准确的原因主要是样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线是一定工况条件下的曲线，而设计工况可能与之不符。

此外样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线仅为水―水换热系统，在使用中有很大的局限性。

以下给出佛山显像管厂总装厂房低温冷却水及40℃热水两套换热系统实例加以说明采用手工简易算法得出的计算结果与实测结果的差别：二、手工标准算法计算方法与步骤（一）工艺条件热介质进出口温度℃Th1 Th2流量m3/h Qh压力损失（允许值）MPa △Ph冷介质进出口温度℃Tc1 Tc2流量m3/h Qc压力损失（允许值）MPa △Pc（二）物性参数物性温度℃Th=(Th1+Th2)/2 Tc=(Tc1+Tc2)/2介质重度Kg/m3γh γc介质比热KJ/kg·℃Cph Cpc导热系数W/m·℃λh λc运动粘度m2/s νh νc普朗特数Prh Prc（三）平均对数温差（逆流）△T=((Th1-Tc2)-(Th2-Tc1))/ln((Th1-Tc2)/(Th2-Tc1))或△T=((Th1-Tc2)+(Th2-Tc1))/2 （分子等于零）（四）计算换热量Wq=Qh*γh*Cph*(Th1-Th2)=Qc*γc*Cpc*(Tc2-Tc1) W（五）设备选型根据样本提供的型号结合流量定型号，主要依据于角孔流速。

F=Q/kK*△tmF 是换热器的有效换热面积Q 是总的换热量k 是污垢系数一般取0.8-0.9K 是传热系数△tm 是对数平均温差1.板式换热器简介板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。

各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。

它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。

板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。

1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。

板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。

板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。

框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。

板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。

1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较）a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。

b.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.c.占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/10。

B100L 板片换热面积计算
本计算书按照标准：GB16409-1996 《板式换热器》规定内容进行计算与核定，适用于最大压力不超过2.5MPa 的板式换热器板片换热面积计算。

参考标准：
GB16409-1996 《板式换热器》
GB3280-92 《不锈钢冷轧钢板》
GB/T 14845-93 《板式换热器用钛板》
JB 4720-94 《压力容器无损检测》
板式换热器的设计、制造除应符合相关标准和国家有关的法规以外，制造还应符合图样要求。

根据GB16409-1996但板片换热面积计算的定义，换热面积按公式（1）进行计算： 1a a φ=• …………………………………………（1） 式中：a ——单板片换热面积，㎡；
φ——展开系数，板片展开面积与投影面积之比，按（2）式计算：
't t φ=
…………………………………………（2） 式中： 't ——波纹节距展开长度，mm ；
t ——波纹节距（如图1所示），mm ；
1a ——在垫片内侧参与换热部分的板片投影面积，㎡。

根据上述公式和B100L 板片的板片图纸，测量以及计算得出't =13mm ，t =21mm ，φ≈0.5㎡，将所得数据代入公式（1）和公式（2），得出B100L 的单板片换热面积约为0.3㎡，
最后，由单片换热面积可知，
经过圆整后的整台板式换热器中换热面积为有效的板片数（板片总数减2）与单板计算
面积之积。

(N 2)p A a =- ……………………………………（3） 式中：A ——换热面积，㎡；
N p ——板片总数。

板式换热器例题1、换热器换热量的计算w t Gc Q 1046750)2065(4187360020000=-⨯⨯=∆= 2、外网进入热水供应用户的水流量s kg t c Q G /10)7095(418710467500=-=∆= 3、加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1～0.5m/s 。

加热水的平均温度为（95＋70）/2＝82.5℃，该温度下水的密度为970.2kg/m 3。

200206.02.9705.010m w G f r r r =⨯==ρ 4、被加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1～0.5m/s 。

被加热水的平均温度为（65＋20）/2＝42.5℃，该温度下水的密度为991.2kg/m 3。

201868.02.9913.0360020000m w G f l l l =⨯⨯==ρ 5、选型初选BR12型板式换热器，单片换热面积为0.12m 2/片，单通道流通断面积为0.72×10－3。

6、实际流速加热水流道数为281072.00206.03=⨯==-d r r f f n 被加热水流道数为261072.001868.03=⨯==-d l l f f n 取流道数为28。

加热水实际流速s m f n G w r d r r /5.02.9701072.0281030=⨯⨯⨯==-ρ 被加热水实际流速s m f n Gw l d l l /28.02.9911072.02856.53=⨯⨯⨯==-ρ 7、传热系数查图知传热系数为3600w/m 2.K 。

8、传热温差()()()()℃396595207065952070)()()()(11221122=-----=-----=∆In t t In t t t p ττττ 9、传热面积246.73936001046750m t K Q F p =⨯=∆= 10、需要的片数6212.046.7===d F F N 11、实际片数考虑一个富裕量。

热水板式换热器选型计算1.热负荷计算在进行热水板式换热器选型计算之前，首先需要计算出所需的热负荷。

热负荷是指在一定的工况下，所需要传递的热量。

热负荷计算一般可以通过以下公式进行估算：Q=m*Cp*ΔT其中，Q为热负荷（单位为热量），m为需要传递热量的流体的质量流量（单位为质量/时间），Cp为流体的比热容（单位为热量/质量·温度），ΔT为流体的温度变化（单位为温度）。

2.温度差计算在热水板式换热器中，两种流体之间的温度差是影响换热效果的重要因素之一、一般来说，热水板式换热器的换热效率随着温度差的增大而增大。

在选型时，需要确定合适的温度差范围，以保证在给定的热负荷下实现最佳的换热效果。

3.温度和压力限制在进行热水板式换热器选型时，还需要考虑流体的温度和压力限制。

一般来说，热水板式换热器的温度和压力范围由材料的性能和耐用性决定。

选型时需要确保所选换热器的温度和压力范围能够满足所需应用的要求，以确保系统的安全稳定运行。

4.流体流量计算根据热负荷和温度差的计算结果，可以通过下面的公式计算出热水板式换热器所需的流体流量：m=Q/(Cp*ΔT)其中，m为流体的质量流量（单位为质量/时间），Q为热负荷（单位为热量），Cp为流体的比热容（单位为热量/质量·温度），ΔT为流体的温度变化（单位为温度）。

5.换热面积计算换热面积是热水板式换热器选型的关键参数之一、通过下面的公式可以计算出所需的换热面积：A=Q/(U*ΔTm)其中，A为换热面积（单位为面积），Q为热负荷（单位为热量），U 为换热系数（单位为热传导率/面积·温度），ΔTm为平均温差（单位为温度）。

6.换热系数计算换热系数是热水板式换热器选型时需要考虑的重要参数之一、一般来说，换热系数决定了换热器的换热效率，换热系数越大，换热效率越高。

换热系数的计算一般采用经验公式或者是实验数据来估算，可以通过换热器的设计和制造商提供的相关信息来确定合适的换热系数。

简单计算板式换热器板片面积WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法：Q=K×F×Δt，Q——热负荷K——传热系数F——换热面积Δt——传热温差（一般用对数温差）传热系数取决于换热器自身的结构，每个不同流道的板片，都有自身的经验公式，如果不严格的话，可以取2000~3000。

最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如。

艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。

ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。

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全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务）。

选用板式换热器就是要选择板片的面积,它的选择主要有两种方法，但这两种都比较难理解，最简单的是套用公式Q=K×F×Δt，Q——热负荷K——传热系数F——换热面积Δt——传热温差（一般用对数温差）传热系数取决于换热器自身的结构，每个不同流道的板片，都有自身的经验公式，如果不严格的话，可以取2000~3000。

最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如1.2。

对数温差△t=((Ti-to)-(To-ti))/ln((Ti-to)/(T o-ti))Ti：热流体进口温度，单位（K）To：热流体出口温度，单位（K）ti：冷流体进口温度，单位（K）to：冷流体出口温度，单位（K）ln：自然对数。

换热器的效力，表现在热媒进出的温差大，能够充分的利用热能。

板式换热器结构紧凑，有效换热面积大，换热隔板薄，能够充分的交换热量。

板式换热器和同样换热能力的其它类型换热器比较，表面积小，自身热损失小。

特别是那种高温铜钎焊的板式换热器，体积之小又是传统的板式换热器无法与之相比较的。

蒸汽锅炉的出力根据其出口压力温度不同而不同，不过，供暖所用的蒸汽锅炉多为饱和蒸汽，就是利用汽化潜热，因为在100~200度之间，水的汽化潜热变化不大，所以不管出口参数如何，1吨/小时出力的锅炉散热量基本相当.即1t/h,约等于0.7兆瓦，约等于60*10000大卡/小时两者之间的换算关系式（蒸发量与供热量）Q=D(hq-hgs)*0.278 KwD——锅炉蒸发量 t/hhq/hg——蒸汽和给水的焓 kj/kg供热量0.7MW相当于蒸发量1t/h蒸汽炉和热水炉的1.5吨不是一个概念：蒸汽锅炉的容量用蒸发量表示的，单位是t/h(俗称蒸吨)。

热水锅炉的容量是用热功率(过去称为供热量)表示的，单位是MW。

热水锅炉的容量单位不应换算成蒸汽锅炉的容量单位，即：不能将热水锅炉的容量用t/h来表示。

相反，在统计各种锅炉的总容量大小时，国际上通行用热功率MW来表示。

板式换热器计算:由公式Q=K•F•△tm得出，F=Q/K．ΔtmQ——热流量（W）△tm——对数平均温差（℃）F——传热面积（m*m）板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。

对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，反之选用阻力大的板型。

根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。

确定板型时不宜选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的换热器更应注意这个问题。

计算方法及公式(1)求热负荷QQ=G．ρ．CP．Δt(2)求冷热流体进出口温度t2=t1+Q/G．ρ．CP(3)冷热流体流量G=Q/ρ．CP．(t2-t1）(4)求平均温度差ΔtmΔtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2(5)选择板型若所有的板型选择完，则进行结果分析。

(6)由K值范围，计算板片数范围Nmin，NmaxNmin=Q/Kmax．Δtm．F P．βNmax=Q/Kmin．Δtm．F P．β关于传热系数和压降的计算，由各个厂家产品的性能曲线计算得到。

性能曲线（准则关联式）一般来自于产品的性能测试。

对于缺少性能测试的板型，也可通过参考尺寸法，根据板型的特性几何尺寸获得板型的准则关联式，国际上的一些通用软件均采用这种方法。

原理：可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。

板式换热器的优化设计计算，就是在已知温差比NTUE的条件下，合理地确定其型号、流程和传热面积，使NTUp等于NTUE。

板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门，可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。

板式换热器换热计算所使用到的公式和常用参数
1、换热的热平衡公式：
热介质质量* 热介质比热*（热介质进口温度- 热介质出口温度）
=冷介质质量* 冷介质比热*（冷介质出口温度- 冷介质进口温度）
其中，质量单位是kg，温度单位是℃，比热单位是KJ/(㎏*℃)
常用的物质的比热：C油= 2.2KJ/(㎏*℃) C水= 4.18KJ/(㎏*℃)
C脂肪酸= 2.8KJ/(㎏*℃)
蒸汽的总热能：=（C水*△T+蒸发焓2257KJ）/kg
2、板式换热器的传热公式：
Q= A * K * LMTD
其中，Q=换热量，单位是W
K=传热系数，单位是W/m2℃
A=有效换热面积，单位是m2
LMTD=对数平均温差=（（热介质进口温度-冷介质出口温度）-（热介质出口温
度- 冷介质进口温度））/ln（（热介质进口温度-冷介质出口温度）/（热介质出口温度- 冷介质进口温度））
常用几种换热的传热系数参考值：
水冷却油时的换热系数是：0.62 W/m2℃
油冷却油时的换热系数是：0.50 W/m2℃
蒸汽加热油时的换热系数是：0.85 W/m2℃
3、流体管道压力损失计算公式：△P=(0.02*v2/d)*ρ*L
其中：△P--代表流体在管道中的压力损失,单位Pa
v---代表流体在管道中的流速,单位米/秒
d---代表流体流过的管道直径,单位米ρ--代表流体的密度,单位千克/米3 L---代表管道长度,单位米。