换热器形式的选择

在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和 抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板 有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。 这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修 困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。

板式换热器选型需要的基本参数
板式换热器的类型很多，每种形式都有特定的应用范围。

在某一种场合下性能很好的换热器，如果换到另一种场合可能传热效果和性能会有很大的改变。

因此，针对具体情况正确地选择换热器的类型是非常重要的。

板式换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有以下几个方面：
1、冷侧介质、热侧介质
换热介质以及介质的物性参数对板式换热器板片和垫片材质、板片波纹形状的选择有很大的关系。

换热介质的物性参数包括粘度、密度、比热、导热系数等
2、冷侧进出口温度、热侧进出口温度
3、冷侧介质和热侧介质要求的压力损失
对于有压降损失要求的板式换热器选型，在设计选型时要对压力损失进行校核，如果压降超过允许范围，则需重新对换热器进行选型计算，再次审核，直到满足工艺要求。

4、流量或者换热量
5、应用的工况和领域
6、产品应用所在的地域
如果板式换热器用于供暖行业，也可以提供换热面积和应用所在的地区，地区不同，受当地气候、温度和海拔影响，单位面积的换热量也不一样。

在板式换热器选型中，除考虑上述因素外，还应对结构强度、材质、加工条件、密封性、安全性、清洗和维护要求加以考虑，这些因素也是相互制约、相互影响的，通过设计优化加以解决。

针对不同的工艺条件和操作工况，需要使用特殊型式的板式换热器，以降低投资成本。

因此，应综合考虑工艺条件和机械设计的要求，正确选择合适的板式换热器型式来有效的减少工艺过程的能量消耗。

（3） ）
（4） ）
（2）计算管程的压降和传热系数
a、参考表选定流速 参考表选定流速，确定管程数目，计算管程压降 参考表选定流速
l ρu 2 （ ∑ ∆pi = (∆p1 + ∆p2 )Ft N s N p = λ d + 3） 2 Ft N s N p
若管程允许压降已经有规定，可由上式计算管程数Ns. b、计算管内传热系数hi< K估则应增加管壳数，重新） 则应增加管壳数，重新） 计算。若改变管程不能同时满足h 和 计算。若改变管程不能同时满足 i> K估,和 ∑ ∆pi < ∆p允 ,则应重新估计 估(减小 ，另选一台换热器 则应重新估计K 减小 减小)， 则应重新估计 型号进行试算。 型号进行试算。
(2) BIU 600--1.6--90--6/25-2 II
封头管箱，公称直径600mm， 封头管箱，公称直径600mm，管、壳程压力均为 1.6MPa，公称换热面积90平方米 普通级冷拔换热管， 1.6MPa，公称换热面积90平方米，普通级冷拔换热管， 平方米， 外径25mm，管长6m， 管程，单壳程的U 外径25mm，管长6m，2管程，单壳程的U形管式换热 器。
⑦流量小或粘度大的流体宜走壳程，因流体在有 流量小或粘度大的流体宜走壳程， 折流挡板的壳程中流动， 折流挡板的壳程中流动，由于流速和流向的不断 改变，在低Re（Re>100）下即可达到湍流， 改变，在低Re（Re>100）下即可达到湍流，以 提高传热系数。 提高传热系数。 若两流体温差较大， ⑧若两流体温差较大，宜使对流传热系数大的流 体走壳程，因壁面温度与α大的流体接近， 体走壳程，因壁面温度与α大的流体接近，以减 小管壁与壳壁的温差，减小温差应力。 小管壁与壳壁的温差，减小温差应力。 以上原则并不是绝对的，对具体的流体来说， 以上原则并不是绝对的，对具体的流体来说， 上述原则可能是相互矛盾的。因此， 上述原则可能是相互矛盾的。因此，在选择流体 的流径时，必须根据具体的情况， 的流径时，必须根据具体的情况，抓住主要矛盾 进行确定。 进行确定。

管壳式换热器设计选型
一、换热器选型的基础
在管壳式换热器结构形式中，设计和选型的主要因素有：换热器的负
荷率、传热效率、凝结物沉积、对管壳换热器热性能的影响因素、管壳型
号和规格、在换热器抗冲击性能的影响、铭牌设计性能和管壳强度要求等。

1.关于管壳式换热器的负荷率
在计算换热器的负荷率时，需要考虑换热器的负荷率与介质流量温度
有关，当流量温度越大，换热器的负荷率越大，但流量温度比较低时，换
热器的负荷率就较低。

在负荷率计算中，还需要考虑其他因素如液体的粘度、流体压力、换热面积、单位传热面积等。

2.关于管壳式换热器的传热效率
换热器的传热效率主要取决于换热器的几何结构，以及内、外管壳间
的接触面积大小，而内、外管壳间的接触面积的大小，又是由管壳结构型
号和规格参数决定的，所以，选择管壳型号和规格参数时，必须考虑到换
热器的传热效率。

3.凝结物沉积
凝结物沉积是管壳式换热器热性能的一个重要因素，它包括水铁、水铝、水锡等，这些凝结物会影响换热器的传热效率，严重影响换热器的使
用寿命。

数下降。
系列标准中，采用的h（mm）值为： • 固定管板式：150,300,600； • 浮头式：150,200,300,480和600.
七、外壳直径的确定
要求：壳体内径等于或稍大于管板的直径。
单程管壳体内径：
D t(nc 1) 2b' 式中: t—管心距，m；nc —横过管束中心线的管数； b’—管束中心线上最外层管的中心至壳体内壁的距离.
的原则，决定壳程数。 ⑤ 依据总传热系数的经验值范围，或按生产实际情况，
选定总传热系数K值。 ⑥ 由传热速率方程，初步算出传热面积，并确定换热器
的基本尺寸。
2、计算管程、壳程压强降
根据初定的设备规格，计算管程、壳程流体的流速和压 强降。验算结果是否满足工艺要求。若压强降不符合要求， 要调整流速，再确定管程数或折流板间距，或选择另一规 格的换热器，重新计算压强降直至满足要求。
管程数m计算： m u u'
u——管程内流体的适宜流速；u’——管程内流体的实际流体。
2.壳程数
当温差校正系数 t 低于0.8，可采用壳方多程。
如：在壳体内安装一块与管束平行的隔板，流体在壳体 内流经两次，称为两壳程。
但由于隔板在制造、安装和检修等方面都有困难，故一 般不采用壳方多程的换热器，而是几个换热器串联使用
介质
植物油 井水
性质
热流体 冷流体
主要物性参数表
密度 kg/m3
950 995.7
比热 kJ//(kg·℃)
2.261 4.174
粘度 Pa·s
0.742× 10-3 0.801× 10-3
热导率 W/(m·
℃)
0.172
0.618
三、估算传热面积
1.热流量

选型要求：１、换热器位置场地要求；２、液料的自动流动要求；３、气体（汽体）的流动性要求。

选列管式换热器，立式或卧式根据工艺要求来。

如果靠自流到塔就应该选立式。

若有回流罐就选卧式。

在换热器设计时，对于类别的选择是很重要的。

类别选择要考虑的因素很多，一般应从换热器的工艺设计条件（压力、温度、许可压力降）、物料特性（传热性能、污垢系数、腐蚀性能）、可操作性（可操作空间）及经济性等因素综合考虑。

在温度和压力都不高、物料干净但有腐蚀性、或者物料不能受铁离子污染而选用耐腐蚀高合金钢或有色金属制作的板式换热器较合理。

在温度很低的深冷工况下，若物料很干净，选用板翅式换热器及可以充分利用其结构紧凑、传热效率高的特点，采用多流道物料进行热交换从而达到解决设备体积小、冷量小的特殊矛盾。

尽管板翅式换热器有许多优点，然而，在大型化工及石油化工装置中，管壳式换热器以其适应性强、制造简单、易于维修及生产成本低等特点，仍然占据绝对优势。

管壳式换热器中固顶管板式换热器用的最多。

浮头式换热器采用浮头结构，管程和壳程均可以抽出清洗，管束和壳体可以自由热膨胀。

但其换热管利用率低，结构复杂，设备投资高，仅在换热管的管壁温度与壳体的壁温差大、管程和壳程物料均易结构、需要经常清洗的场合选用。

U型管式换热器仅有一块管板，管束可以自由热膨胀，但其换热管利用率低。

常在管程物料干净、壳程物料易结构。

或者，换热管的管壁温度与壳体的壁温差大而壳程设计压力又比较高的场合选用。

换热器选型时，需要考虑的因素较多，如材料，温度，温度差，压力，压力降，结垢的情况，流体的状态，应用方式，检修和清理等。

有些结构形式，在某种情况下使用是好的，但是在另外的情况下，却不能令人满意或根本用不了。

因此，在选型时应仔细分析所有的要求和条件，在许多相互制约的因素中应全面考虑，找出其中的主要矛盾，给予妥善解决。

一般立式再沸器用在加热量比较小的场合，结构上采用管板式的多。

卧式再沸器用在加热量比较大的场合，结构上采用浮头式的多。

问题。单管程单壳程换热器可以实现换热的温度交叉，但单管 程换热器的用途有限，因为管程侧的数量需要根据管程侧内流 体的流速进行调 整，以 免 流 速 过 低，换 热 系 数 过 低。 单 壳 程 双 管程的换热器冷热物流出口温度相等，单壳程与双壳程结构操 作对比见表 ２。
因此，如果要实现 换 热 温 度 交 叉 的 工 况，一 般 需 要 多 壳 程 串联实现。壳程数取决于温度交叉的程度。温度交叉越多，需 要的壳程数越多。
ＳｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ
ＷａｎｇＺｈｅｎｈｕａ
（ＣＮＯＯＣＰｅｔｒｏｌｅｕｍ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｃａｎｂｅｉｎｓｅｒｉｅｓ，ｉｎｐａｒａｌｌｅｌ，ｏｒｉｎｓｅｒｉｅｓａｎｄｉｎｐａｒａｌｌｅｌ，ｔｏｈａｎｄｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｈｅｒｅａｓｉｎｇｌｅｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓａｒｅｕｓｅｄｉｎｐａｒａｌｌｅｌｆｏｒｍｕｌｔｉｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ ａｒｅａｉｓｌａｒｇｅｒ；ｓｈｅｌｌｓｅｒｉｅｓａｒｅｕｓｅｄｉｎｍａｎｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｗｈｅｒｅｔｈｅｍｅｄｉｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｂｏｔｈｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｃｒｏｓｓｅｓ；ｕｎｄｅｒｓｐｅｃｉａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｓｈｅｌｌｓｉｄｅｃａｎａｌｓｏｂｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｓｅｒｉｅｓ．Ｓｉｄｅ－ｂｙ－ｓｉｄｅｐａｒａｌｌｅｌｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅａｂｏｖｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ；ｉｎｓｅｒｉｅｓ；ｉｎｐａｒａｌｌｅｌ

请简述换热器设备的选型过程
换热器设备是在进行传热过程中用以改变传递介质温度的一种
装置，它的选型过程包括以下几个步骤：
一、了解相关工艺参数：收集负荷条件，热源温度，目标温度，流量等参数，以便确定换热器的容量；
二、计算换热器容量：根据工艺涉及的热量，采用定值定容法计算换热器需要的容量；
三、确定换热器形式：根据换热器容量，选择合适的换热器形式，比如管壳式、盘管式、膨胀管式等；
四、选择流路结构：根据性能要求，确定换热器内、外流路结构；
五、按不同传热方式：根据换热器的类型，确定传热方式，比如直接热传、共振热传等；
六、计算结构参数：根据设备特性、流量特性及其他工艺条件，计算换热器结构参数；
七、根据工况设定阻力：根据工况参数，设定换热器内部阻力，以确定换热器长度、管径大小等；
八、确定其他参数：根据实际情况，确定材料、结构尺寸等参数；
九、进行初步评价：按照计算结果对换热器的性能进行评价，确定其是否能够满足工艺的要求；
十、进行精确设计：按照评价的结果，进行精确设计，最后进行结构检验和室内试验，确定是否可以投入使用。

换热器的选型和设计指南一、概述1.选型原则2.工艺参数的选取3.计算方法4.结构设计二、分类及结构特点1.按照换热器作用原理分类1.1间壁式换热器（冷热流体不允许混合的场合各种管式和板式换热）1.2直接接触式换热器（凉水塔、洗涤塔、文氏管、喷射冷凝器）1.3蓄热式换热器1.4中间载热体式换热器2.按照换热器用途分类2.1 加热器2.2 预热器2.3 过热器2.4 蒸发器2.5 再沸器2.6 冷却器2.7 冷凝器3.按换热器传热面形状和结构分类3.1 管式换热器3.2 板式换热器3.3 特殊形式换热器4.按换热器所用材料分类4.1 金属材料换热器4.2 非金属材料换热器：表1.1三、选型需要考虑的因素1.热负荷（显热+潜热的变化量）2.流体流量的大小3.流体的性质4.流体在换热器中的温度及温度的变化5.流体允许的压降6.对清洗、维修的要求7.设备结构的制造与材料8.价格、使用安全性与寿命9.技术经济指标的分析3.1 管壳式换热器的选型3.1.1. 适用范围①压力：允许压力从高真空~41.5MPa，Pmax=60MPa，F≤5000m2②温度：-100℃~1100℃（-270℃≤tmax≤1450）3.1.2. 容量大、结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强3.1.3. U形管，适用于管、壳壁面温差较大，壳程易结垢管程清洁不易结垢及高温高压、腐蚀性强的场合，即高温高压腐蚀性强的介质走管内，密封易解决。

3.2压降较大时选3较理想；对于10 翅片式空冷器选择条件：①水供应困难②水质不好，如结垢腐蚀③水热引起热污染，一般工艺出口温度较高＞65℃（即＞大气环境温度15~20℃），比列管式经济；工艺物料＜50℃用水冷。

3.3 结构参数的选取3.3.1. 两端封头(TEMA型号代码符合)TEMA壳体换热器类型流体在管内每通过管束一次称为一个管程，每通过壳体一次称为一个壳程。

单壳程单管程换热器称1-1型换热器，两壳程四管程换热器称为2-4型换热器，如下图所示：2-4型换热器为提高管内流体速度：在两端封头设置适当隔板为提高管外流体速度：在壳体内安装纵向隔板使流体多次通过壳体空间各类换热器管程数限制表1.3换热器类型管程数限制U型管式任意偶数，分程隔板只装在换热器前端固定管板式任意数，前、后两端均有分程隔板拔出封头式任意偶数，对于单程管，必须在浮头端加密封节；一般不用于单管程换热器带外密封套环的浮头式单管程或双管程，因为尾部没有分程隔板带双开卡环的浮头式任意偶数，单管程时浮头端要加装密封节带填料函的浮头式任意数壳内径最大管程数＜250 4250~510 6510~760 8760~1020 101270 12①有相变②无相变3.3.4. 合理压降管壳式换热器、空冷器和套管式换热器表1.5物流压降值气体和蒸汽（高压）35-70Kpa气体和蒸汽（低压）15-35Kpa气体和蒸汽（常压） 3.5-14Kpa蒸汽（真空）＜3.5Kpa蒸汽（真空冷凝塔）0.4-1.6Kpa液体70-170KpaF型壳体，壳侧压降35-70Kpa板翅式换热器物流压降值气体和蒸汽5-20Kpa液体20-55Kpa3.3.5冷介质温度①冷却水温度≤60℃，高于工艺物流冰点5℃。

换热器的形式与优缺点一．换热器的概念换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。

换热设备因其用途不同，类型繁多，性能不一，但均可归结为管壳式结构和板式结构两大类。

二．换热器的工作原理换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质，而在容器内有管道穿过。

让热水从管道内流过。

由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，也就是初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水，换热器又称热交换器。

三. 机械结构形式换热器的分类良多，可以按传热原理、结构和用途等进行分类，按其结构分类主要有管壳式和板式两种。

根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。

1、间壁式换热器的类型夹套式换热器这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管. 夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。

沉浸式蛇管换热器这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状,并沉浸在容器内的液体中.蛇管换热器的优点是结构简单,能承受高压,可用耐腐蚀材料制造;其缺点是容器内液体湍动程度低,管外给热系数小.为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。

喷淋式换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多.另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。

百叶窗型的翅片可极大地改善热交换性能，特别是弧形百叶窗翅片可获得非常高的换热系数，几乎是波纹片的两倍。但引起的阻力损失也较大；影响大小与条缝高度有关。比如X1（开缝宽度为1mm）型翅片换热器，其换热特性与其他高度的相比并无明显提高，但阻力特性增长却比较明显，因此，百叶窗条缝高度应严格控制。
表2各种翅片在迎面风速Vy＝2.5m/s时的性能参数对比
对于其它的翅片类型（波纹形翅片、条缝形翅片、百叶窗翅片），采用小管径，同样可以减小管排的拖曳作用，从而增大管外换热系数；并能够减小压降损失。如：对百叶窗翅片，当迎面风速Vfr<1.5m／s时，采用小管径的多排管结构有利于提高换热器的换热性能，并能够减小10%的压降损失。
3.湿工况下翅片换热器的性能变化对湿工况下空气侧传热系数的报道一直存在争议。
表1各种翅片形式
弧形百叶窗翅片的最优，其次为矩形百叶窗型、皱纹板型、波纹板型。究其原因为，光直翅片中，连续稳定的粘性层流层妨碍了流体与翅片的换热；波纹翅片破坏了连续稳定的粘性层流层，所以换热系数增大了；而开缝式翅片，不仅破坏了连续稳定的粘性层流层，而且大大增加了流道中的紊流度，从而使换热系数进一步增大。方形百叶窗和弧形百叶窗均是在翅片上开翻边槽，以此强化气流扰动，增强换热。弧形百叶窗型翅片的开槽是沿着铜管外壁进行的，这样的好处是气流可以在百叶窗型翻边的诱导下更大面积的冲刷到管后部，即减小铜管后部的尾流区域，强化换热。
2000年，Wang以两种百叶窗形翅片在湿工况下的换热性能为研究对象进行了分析。实验结果表明：在湿工况的条件下，换热特性对翅片间距和管排数的变化不太敏感，结果与干工况下的特性十分接近。然而与换热特性不同的是，翅片间距的变化对摩擦特性有显著的影响，对于翅距=1.2mm的换热器比翅距=2.5mm的换热器摩擦因子大30%～50%；另外，管排间距越大，越有利于凝结水的排放，从而使换热器的压降损失降低。

化工装置中的换热形式主要有以下几种：
直接接触式换热器：这种换热器是依靠冷、热流体直接接触进行传热的。

只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。

凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等。

膜式空气全热交换器：这种换热器能够利用室内排风中的能量来预冷（热）引入的室外新风，从而达到降低新风系统能耗的目的。

螺旋折流板换热器：这是一种现代化的高效换热设施，在世界上众多的国家和地区都获得了广泛的应用。

它是由混合罐、循环泵、回水加压泵、温控装置、控制仪表及控制柜等部分构成的。

水水直混式换热机组：该机组主要由混合罐、循环泵、回水加压泵、温控装置、控制仪表及控制柜等部分构成。

以上信息仅供参考，如果您还有疑问，建议咨询专业人士。

3.1换热器形式的选择随着科技的发展和生产的需要，传统的管壳式换热器已经达不到要求，这种换热器不仅仅传热能力不足，而且体积较大，运输和维修都比较费力，所以说此次研究中选择的是可拆式换热器。

在换热器的发展史上，最典型的就是板式换热器，这种换热器最早出现在20世纪早期，通常都是由金属薄片压缩构成的，后来渐渐的被大家所认可，它最大的特点就是体积小性能高。

对于板式换热器来讲，通常我们都会将其划分为焊接式与可拆式两大类，其中钎焊式板式和激光全焊式构成了焊接式，这样的换热器造价比较昂贵，并且没有拆检的功能。

随社技术的发展，研制成功了可拆的换热器，该换热器没有了前者的缺陷，往往都是由薄的金属片构成的，存在着大量的小孔，方便了设备的散热，提高了使用的寿命。

构成的金属板往往都组装在一个框架内部，用螺丝将它们固定。

连接在一起的板片完全对称分布，构成了介质流通的通道。

并且其上存在密封良好的垫片，将流体通道堵塞，保证不同的介质处于不同的通道之内，避免出现混流的现象。

通常情况下为了保证拥有良好的传热性能，不同的温度的介质往往是逆向流动。

按照工艺的要求，流体通道可以设计为单个也可以设定为多个。

一般的换热器中，介质接口往往位于固定的板侧，如果是比较特殊的多通，也可以位于压力板一侧。

图13是可拆式换热器的结构示意图：图13对比落后的管壳式换热器，其拥有以下几个优势之处：(1)传热性能良好，体积较小。

对于板式换热器而言，它的板片往往不规则形的，液体在其内部流动时形成的是特殊结构的三维流动，不管是流动的方向还是速度，都不是稳定不变的，所以就会出现较大的流动，从而形成湍流。

介质的流动性强时，避免出现由于杂质存在而导致的沉淀，有效的降低了污垢热阻，另外制造时采用的板片厚度较小，热阻几乎可以忽略不计。

除此之外，所有的流通都是按照设定好的通道在流动，不会出现其他情况，所以说总的传热性能良好，在相同的条件下，两者之间的差值达到了3-5倍之多，可是其占地面积仅仅是管壳式的三成左右。

空调用空气换热器翅片形式的选择1.前言在空调工程中，空气的加热和冷却处理过程中大量用到的翅片管换热器采用盘管形式，传热管束是用直径较小的紫铜管穿上铝翅片，排成2至8排制成管束。

冷热水在管内为蛇形往复流动，空气在管外翅片间穿行，同时被加热或冷却。

翅片采用整体式翅片形式，翅片片型有平板型、皱纹型（其中，波纹板应用最多）及开缝型（如条缝型、百叶窗型等）。

不同翅片形式的换热器，其空气侧换热系数及阻力特性均有所差异。

大量的实验发现：在获得好的热交换特性的同时，不可避免地造成了摩阻的增加。

在给定的热交换器尺寸和风机运行曲线下，压力损失的提高必然造成空气流速的降低，并进而使空气与翅片壁面之间的传热温差降低。

其次，空调工程中所使用的大部分换热器都是干、湿工况交替运行的，而不同翅片换热器在湿工况下的换热及阻力特性与干工况下相比，有很大差异。

因此，如何正确选用翅片形式，对热交换器实际工作特性的影响不容忽视，最好的是在换热与阻力损失之间找到一种折衷的方案。

2.干工况下各种翅片换热器的性能对比2.1换热系数和压降损失GiovanniLozza和UmbertoMerlo［1］对翅距2mm，翅厚0.11mm，管间距25mm，排间距21.65mm的各种翅片进行了对比试验，试验时的迎面风速为1m/s到3m/s.表征空气侧换热强弱的Colburnj因子和摩阻因子f与Re数的关系。

表1各种翅片形式翅片代号翅片形式开缝或皱纹宽度（mm）P NCL1L2WX1X2X3 平板型波纹板型横向皱纹板型平板矩形百叶窗平板矩形百叶窗平板小翼型带矩形百叶窗波纹板弧形百叶窗波纹板弧形百叶窗波纹板弧形百叶窗0.800.540.751.60+0.701.000.750.65弧形百叶窗翅片的最优，其次为矩形百叶窗型、皱纹板型、波纹板型。

究其原因为，光直翅片中，连续稳定的粘性层流层妨碍了流体与翅片的换热；波纹翅片破坏了连续稳定的粘性层流层，所以换热系数增大了；而开缝式翅片，不仅破坏了连续稳定的粘性层流层，而且大大增加了流道中的紊流度，从而使换热系数进一步增大。

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。

板式换热器选型与计算方法板式换热器的选型与计算方法板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。

在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。

目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。

以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。

以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的：总传热量(单位:kW).一次侧、二次侧的进出口温度一次侧、二次侧的允许压力降最高工作温度最大工作压力如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。

温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：（热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。

（1）无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s；Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K；T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。

（2）有相变化传热过程两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：一侧有相变化两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。

对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。

板式换热器选型计算的方法及公式(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(7)取板片数N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax ）若N已达Ｎmax，做（5）。

(8)取N的流程组合形式，若组合形式取完则做（7）。

(9)求Re，NuRe = W ．de / νNu =a1．Re a2．Pr a3(10)求a，K传热面积Ｆa = Nu ．λ / deK= 1 / 1/a h+1/a c+γc+γc+δ/λ0F= Q /K ．Δtm ．β(11)由传热面积Ｆ求所需板片数ＮＮＮＮ= F/ Fp+ 2(12)若N＜NN，做（８）。

(13)求压降ΔpEu = a4．Re a5Δp = Eu ．ρ．W2 ．ф(14) 若Δp＞Δ允，做（８）；若Δp≤Δ允，记录结果，做（８）。

注: 1．（1）、（2）、（3）根据已知条件的情况进行计算。

2．当T1-t2=T2-t1时采用Δtm = (T１-t2)+(T2-t1)/2 3．修正系数β一般0.7～0.9。

板式换热器的优化选型1 平均温差△tm从公式Q＝K△tmA，△tm＝1／A∫A（t1－t2）dA中可知，平均温差△tm是传热的驱动力，对于各种流动形式，如能求出平均温差，即板面两侧流体间温差对面积的平均值，就能计算出换热器的传热量。

平均温差是一个较为直观的概念，也是评价板式换热器性能的一项重要指标。

1.1 对数平均温差的计算当换热器传热量为dQ，温度上升为dt时，则C＝dQ／dt，将C定义为热容量，它表示单位时间通过单位面积交换的热量，即dQ＝K（th－tc）dA＝K△tdA，两种流体产生的温度变化分别为dth＝－dQ／Ch，dtc＝－dQ／Cc，d△t＝d（th －tc）＝dQ（1／Cc－1／Ch）,则dA＝[1／k（1／Cc－1／Ch）]·（d△t／△t），当从A＝0积分至A＝A0时，A0＝[1／k（1／Cc－1／Ch）]·㏑[（tho－tci）／（thi－tco）]，由于两种流体间交换的热量相等，即Q＝Ch（thi－tho）＝Cc （tco－tci），经简化后可知，Q＝KA0｛[（tho－tci）－（thi－tco）]／㏑[（tho －tci）／（thi－tco）]｝，若△t1＝thi－tco，△t2＝tho－tci，则Q＝KA0[（△t1－△t2）／㏑（△t1／△t2）]＝KA0△tm，式中的△tm＝（△t1－△t2）／㏑（△t1／△t2）。