转载–动态详解：换热器的工作原理

有这样一种节能设备, 它被称作换热器, 能在两种或两种以上不同温度的流体之间, 达成热量传递, 对于大面积供热来讲, 换热器的存在绝对是不可或缺的。

按照换热器的传热方式，换热器可分为三大类：

有一种设备, 叫直接接触式换热器, 又被叫做混合式换热器, 它是用于让冷热流体直接接触进而实现换热的装置。一般而言, 直接接触的那两种流体, 一种是气体, 另一种是汽化压力比较低的液体。

蓄能式换热器的動作原理, 是借助固体物质的导热特性, 详细来讲, 热介质会先把固体物质加热到一定的温度, 之后, 冷介质接着将从固体物质那儿获取热量, 而经过这样的这段过程就能够达成热量的传递。

有一种换热器叫做间壁式换热器, 它利用中介物进行热传导, 冷、热两种介质被固体间壁隔开, 通过间壁来交换热量。供热企业中, 间壁式换热器应用最为广泛。依据结构不一样, 它又能划分成管式换热器、板式换热器以及热管换热器。

一、管壳式换热器

有着管壳式换热器之称的物件, 也被叫做列管式换热器, 它, 是属于这么一种间壁式换热器, 这种换热器, 是以封闭于壳体里头的管束的壁面当作传热面设立的, 它的结构相对而言比较简单, 操作起来比较可靠, 还能够运用各种来制造的结构材料, 这里所要讲的主要是金属材料, 它具备能在高温以及高压的状况下使用的特性, 是当前应用最为广泛的那一种类型。

管壳式换热器

按照所运用的补偿措施而言, 管壳式换热器, 能够被划分成, 固定管板式换热器, 以及浮头式换热器, 还有U型管式换热器, 以及填料函式换热器, 这般的四种类型。

二、固定管板式换热器

管壳式换热器之中, 有一种是固定管板式换热器, 固定管板式换热器两端的管板, 通过焊接的办法与壳体相连接, 它主要是由外壳、管板、管束以及顶盖（封头）等部件所构成的。

固定管板式换热器

固定管板式换热器的优点是：

结构简单；

在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；

每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。

固定管板式换热器的缺点是：

壳程不能进行机械清洗；

倘若换热管跟壳体之间的温差显著较大, 达到大于50℃的程度, 那么就会产生温差应力, 而解决此问题的办法是在壳体之上设置膨胀节, 所以壳程压力会因为受到膨胀节强度的限制, 而不能够太高。

仅适用于, 那种流体处于清洁状态、并且不大容易结垢的情况, 还有两流体温差不大的状况, 或者是温差比较大, 然而壳程压力并非很高的工作场合。

三、浮头式换热器

一种属于管壳式换热器的浮头换热器，其一端管板不与外壳相连接, 能够沿轴向自由地进行浮动, 这一端也被称作浮头。该浮头由浮动管板、钩圈以及浮头端盖构成, 属于可拆连接方式, 管束能够从壳体内被抽出。

浮头式换热器

浮头式换热器的优点是：

若换热管跟壳体之间存在温差, 也就是壳体或者换热管发生膨胀的时候, 不会产生温差应力。

管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。

浮头式换热器的缺点是：

结构较复杂，用材量大，造价高；

假设浮头盖跟浮动管板二者之间密封存在不严密的状况, 就会出现内漏现象, 并且导致两种介质混合在了一起。

四、U型管式换热器

由管板、壳体、管束等零部件构成的U形管式换热器, 属于管壳式换热器的一种, 其每根管子都会弯成U型, 并将进出口安装在哪位于两侧的同一管板上, 封头还会用隔板分成两室, 如此一来, 每根管子都能够自由伸缩, 且这种伸缩与其他管子以及壳体并无关联。

U型管式换热器

U型管式换热器的优点是：

管束可以自由浮动，无须考虑温差应力，可用于大温差场合；

它只有一块管板，法兰数量少，泄露点少、结构简单；

U型管式换热器运行可靠，造价低。

U型管式换热器的缺点是：

因为管子得有一定弯曲半径, 所以对管内进行清洗是比较困难的, 并且管板的利用率还比较低。

管控最里边的管之间距离大, 壳程容易出现短路情况。要是管内的流动速度过高, 就会对U形弯管部分造成严重的冲蚀, 进而影响它的使用期限。

内层管若损坏就不能更换，因而报废率较高。

五、喷淋式换热器

喷淋式换热器属于管式换热器, 它把换热管一排排固定在钢架上, 热流体在管内流动, 冷却水从上方的喷淋装置均匀地淋下, 所以它也被称作喷淋式冷却器。喷淋式换热器的管外有一层湍动程度较高的液膜, 其管外给热系数比沉浸式增大了许多。此外, 喷淋式换热器大多放置在空气流通的地方, 冷却水的蒸发也带走一部分热量, 这能够起到降低冷却水温度、增大传热推动力的作用。与沉浸式换热器相比, 喷淋式换热器的传热效果明显改善。

喷淋式换热器

喷淋式换热器的优点是：

结构简单、造价便宜；

可起到降低冷却水温度，增大传热推动力的作用；

能耐高压；

便于检修、清洗，水质要求低。

喷淋式换热器的缺点是：

冷却水喷淋不均会影响传热效果；

只能安装在室外。

六、套管式换热器

套管式换热器属于管式换热器的一种, 它是由两种大小不同尺寸的标准管连接形成的同心圆套管, 外面的那部分称作壳程, 内部的那部分叫做管程。两种不一样的介质能够在壳程以及管程内依照逆向流动（或者同向）的方式来达成换热的成效。套管式换热器一般是由壳体（涵盖内壳跟外壳）、U型肘管、填料函等组合而成的。

套管式换热器

套管式换热器的优点是：

结构简单，能耐高压；

传热面积可根据需要增减，应用方便。

套管式换热器的缺点是：

管间接头多，易泄露；

占地面积较大，单位传热面消耗金属量大。

七、夹套式换热器

夹套式换热器属于板式换热器的一种, 它是通过在容器外壁安装夹套制作而成的, 其结构较为简单；然而它的加热面会受到容器壁面的限制, 并且传热系数也不算高。为了能够提高传热系数同时让釜内液体受热均匀, 就可以在釜内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或者无相变的加热剂时, 也能够在夹套中设置螺旋隔板或者其它增加湍动的措施, 以此来提高夹套一侧的给热系数。为了补充传热面的不足, 还可以在釜内部安装蛇管。夹套式换热器被广泛应用于反应过程的加热和冷却。

夹套式换热器

夹套式换热器的优点是：

结构简单；

加工方便。

夹套式换热器的缺点是：

传热面积小，传热效率低。

八、螺旋板式换热器

螺旋板换热器归属于板式换热器里的一种, 它是由两张处于平行状态的金属板进行卷制而形成的, 在它的内部会形成两个呈现同心状的螺旋形通道, 换热器的中央位置设置有隔板, 该隔板能把螺旋形通道分隔开来, 这两张板之间焊接有定距柱, 其作用是维持通道之间的间距。

螺旋板式换热器

螺旋板式换热器的优点是：

传热系数高；

不易结垢和堵塞；

能利用温度较低的热源；

结构紧凑。

螺旋板式换热器的缺点是：

操作压强和温度不宜太高；

不易检修

九、热管换热器

热管是由一根密封金属管构成, 该金属管抽除了不凝性气体, 管内充有一定量的某种工作液体, 工作液体在热端吸收热量进而沸腾汽化，产生的蒸汽流到冷端, 在冷端冷凝并放出潜热, 冷凝液回到热端, 再次沸腾汽化, 就这样反复循环, 热量持续不断地从热端传至冷端。

热管换热器

热管换热器的优点是：

结构简单，使用寿命长，工作可靠；

具有极高的导热性、良好的等温性；

冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度。

其缺点是：

抗氧化、耐高温性能较差。

换热器使用注意事项：

工作之前得保持管网清洁, 工作完成后同样要保持管网清洁, 必须清洗管网, 防止出现换热器堵塞的状况, 除此之外, 除污器以及过滤器务必注意清洗, 从而使整个换热工作能够顺利完成。

对软化水进行严格把关, 于供热介质处理开展前, 需检查系统里以及软化罐当中的水质状况, 待确定水质符合标准后才能够进行注入。

检验那个最近新出现的系统, 对于这个新近才有的系统而言, 不能够马上就让它同换热器展开交替使用的, 而是得让新系统在规定的时间段之内运行, 在完成运行检验这个操作之后, 才能够将换热器并入到系统当中去。之所以这样做的目的在于避免管网里面的杂质破坏换热器的内部设备。