前幾期我們一起來學習板式換熱器的原理、特點、結構以及其安裝使用方法，本期我們詳細了解下板式換熱器的設計選型及暖通領域的應用。

板式換熱器的選型原則和選型要點

一、選型原則

原則一：看板型

1、板片型式或波紋式應根據換熱場合的實際需要而定。

2、對流量大允許壓降小的情況，應選用阻力小的板型，反之選用阻力大的板型。

3、根據流體壓力和溫度的情況，確定選擇可拆卸式，還是釬焊式。

4、確定板型時不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數量過多，板間流速偏小，傳熱系數過低，對較大的換熱器更應注意這個問題。

原則二：看流程和流道

流程指板式換熱器內一種介質同一流動方向的一組并聯流道，而流道指板式換熱器內，相鄰兩板片組成的介質流動通道。一般情況下，將若干個流道按并聯或串聯的方式連接起來，以形成冷、熱介質通道的不同組合。

流程組合形式應根據換熱和流體阻力計算，在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內的對流換熱系數相等或接近，從而得到最佳的傳熱效果。因為在傳熱表面兩側對流換熱系數相等或接近時傳熱系數獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等，但在換熱和流體阻力計算時，仍以平均流速進行計算。由于“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上，拆裝方便。

原則三：看壓降校核

在板式換熱器的設計選型時，一般對壓降有一定的要求，所以應對其進行校核。如果校核壓降超過允許壓降，需重新進行設計選型計算，直到滿足工藝要求為止。

二、選型要點

1、流速及取值：

①、換熱管網流速：指進、出水管路，見流速表。

②、機組總管流速：管徑≦ 80時，選1m/s， ≧ 100時，見流速表。

③、角孔流速：最大為6m/s (四個進出口)。

④、板間流速：0.4 ～ 0.8m/s(L型0.8，M型0.6，H型0.4)。

2、換熱面積：

指換熱器的面積，單板面積*參與換熱片數(總片數減二)

①、換熱面積的計算：

換熱面積=換熱量/換熱系數/對數平均溫差/污垢系數

②、換熱量的計算：

換熱量=建筑面積*采暖熱指標(即熱負荷，見指標表)

3、介質參數：

①、區域供暖：暖氣采暖/地熱采暖：110/75 ℃ - 50/75

②、區域供暖：地熱采暖：110/75 ℃- 40/50 ℃

③、樓宇空調：風機盤管采暖：110/75 ℃ - 50/60 ℃

④、生活熱水：洗浴、廚房、洗衣房：70/50 ℃ - 10/55 ℃

⑤、泳池供水：游泳池恒溫供水：110/70 ℃ - 10/40 ℃

⑥、超高層空調制冷：冷水轉換：7/11 ℃ - 8/12 ℃

板式換熱器選型計算的方法及公式

現今板式換熱器選型計算一般都采用軟件選型。常規手算方法和公式如下：

(1) 求熱負荷Q

Q=G.ρ.CP.Δt

(2) 求冷熱流體進出口溫度

t2=t1+ Q /G .ρ .CP

(3) 冷熱流體流量

G=Q / ρ .CP .(t2-t1 )

(4) 求平均溫度差Δtm

Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2

(5) 選擇板型

若所有的板型選擇完，則進行結果分析。

(6) 由K值范圍，計算板片數范圍Nmin，Nmax

Nmin = Q / Kmax .Δtm .F P .β

Nmax = Q / Kmin .Δtm .F P .β

(7) 取板片數N(Nmin≤N≤Nmax )

若N已達Nmax，做(5)。

(8) 取N的流程組合形式，若組合形式取完則做(7)。

(9) 求Re，Nu

Re = W .de/ ν

Nu =a1.Rea2.Pra3

(10)求a，K傳熱面積F

a = Nu .λ/ de

K= 1 / 1/ah+1/ ac+γc+γc+δ/λ0

F=Q /K .Δtm .β

(11)由傳熱面積F求所需板片數NN

NN= F/ Fp+ 2

(12)若N

(13)求壓降Δp

Eu = a4.Rea5

Δp = Eu .ρ.W2 .ф

(14) 若Δp>Δ允，做(8);

若Δp≤Δ允，記錄結果 ，做(8)。

注: 1.(1)、(2)、(3)根據已知條件的情況進行計算。

2.當T1-t2=T2-t1時采用Δtm = (T1-t2)+(T2-t1)/2

3.修正系數β一般0.7～0.9。

4.壓降修正系數ф ，單流程ф度=1～1.2 ，二流程、三流程ф=1.8～2.0，四流程ф=2.6～2.8。

5.a1、a2、a3、a4、a5為常系數。

選用板式換熱器就是要選擇板片的面積,它的選擇主要有兩種方法，但這兩種都比較難理解，最簡單的是套用公式：

Q=K×F×Δt

Q——熱負荷

K——傳熱系數

F——換熱面積

Δt——傳熱溫差(一般用對數溫差)

傳熱系數取決于換熱器自身的結構，每個不同流道的板片，都有自身的經驗公式，如果不嚴格的話，可以取2000~3000。最后算出的板換的面積要乘以一定的系數如1.2。

板式換熱器在暖通領域的應用

區域供熱系統

熱電聯產系統

地熱水供暖系統

即熱式生活熱水系統

即熱式特點

可保證用戶隨時隨地均有熱水供應，系統緊湊，無需儲罐，需要較大的鍋爐容量需要較大的熱交換器。

半即熱式生活熱水系統

半即熱式特點

需要較小的鍋爐容量，需要較小的熱交換器，儲罐內易生長細菌，需要額外的地方安放儲罐。

游泳池恒溫保持系統

太陽能熱水系統

供冷空調系統

冷凝器側應用：

1 冷卻塔水冷卻凝結水

2 海水、河水或井水冷卻凝結水

3 乙二醇冷卻凝結水

4 短路冷凍機組系統

5 地下水冷/熱源系統

6 熱回收系統

冷凝水側熱交換器可以起到以下作用：

保護冷凝器免受污染、結垢和腐蝕

代替冷凝器承受冷卻水側壓力

能夠在季節許可時不運行冷凍機組

能夠實現熱回收

節省昂貴的添加劑

冷卻塔水冷卻凝結水

海水、河水、或井水冷卻凝結水

乙二醇冷卻凝結水

短路冷凍機組系統

地下水冷/熱源系統

熱回收系統

蒸發側的應用：

1 壓力接力系統

2 分離冷卻循環水 (無壓力接力功能)

3 蓄冰系統

4 區域供冷系統

5 天花板供冷系統

蒸發器側熱交換器可以起到以下作用：

避免冷凍機組承受高壓(壓力接力系統)

減少昂貴、低效添加劑的用量

分離冷卻水系統，以保證局部系統清潔度很高(電子元件生產)

減少泄漏所帶來的損害

壓力接力系統

分離冷卻循環水系統

蓄冰系統

蓄冰系統設計基本要素：

設定空調要求

運行方案

全蓄冰系統

部分蓄冰系統

冷凍機組為主系統

蓄冰為主系統

區域供冷系統

天花板供冷系統

空調系統其它應用方案

1 夏、冬季供冷、熱轉換

2 冷凍水預冷卻系統

板式換熱器在供冷空調系統中的優勢

1. 傳熱系數高,對數溫差可作到0.5度。

2. 體積小,重量輕,便于安裝,可放置于設備層。

3. 易于拆卸,方便清理內部污垢。

4. 結構堅固,可承受較高工作壓力,最高 3.0MPa。

5. 換熱效率高,降低運行成本。

6. 固定投資低。

板式換熱機組基本原理

流經用戶散熱片后的低溫水(二次回水)經過濾器除污后，由循環泵加壓進入換熱器，吸收一次熱媒放出的熱量，達到供水設定溫度后，再流向供熱管網對用戶進行供熱;

熱源經一次熱網(一次水)流經過濾器、調節閥、進入換熱器放熱后(二次水)，由熱媒回水管返回熱源(二次回水)被加熱后再次參與循環換熱;

補水泵根據系統運行情況適時對二次循環水系統進行定壓補水。

審核編輯：湯梓紅