板式换热器的型式首要有结构式(可拆开式)和钎焊式两大类,板片形式首要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
钎焊换热器结构
首要结构
⒈板式换热器板片和板式换热器密封垫片
⒉固定压紧板
⒊活动压紧板
⒋夹紧螺栓
⒌上导杆
⒍下导杆
⒎后立柱
由一组板片叠放成具有通道型式的板片包。两端别离配置带有接管的端底板。
整机由真空钎焊而成。相邻的通道别离活动两种介质。相邻通道之间的板片压制成波纹。型式,以强化两种介质的热交换。在制冷用钎焊式板式换热器中,水流道总是比制冷剂流道多一个。
图示为单边流,有些换热器做成对角流,即:Q1和Q3包容一种介质,而Q2和Q4包容另一种介质。
一切都是螺杆和螺栓结构,便于现场拆开和修复。
运转原理
板式换热器是由带必定波纹形状的金属板片叠装而成的新式高效换热器,构造包括垫片、压紧板(活动端板、固定端板)和结构(上、下导杆,前支柱)组成,板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷/热换热介质别离在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换,以到达用户所需温度。
每块板片四角都有开孔,组装成板束后形成流体的分配管和汇集管,冷/热介质热量交换后,从各自的汇集管回流后循环利用。
换热原理:间壁式传热。
单流程结构:只有2块板片不传热-头尾板。
双流程结构:每一个流程有3块板片不传热。
板片和流道
一般有二种波纹的板片 (L 小角度和 H大角度),这样就有三种不同的流道(L, M 和 H),如下所示:
L:小角度
由相邻小夹角的板片组成的通道。传热系数低,阻力小。适用于大流量,传热弱(低比热或温差小)的状况,如:环境压力下的空气传热。
H:大角度
由相邻大夹角的板片组成的通道。传热系数高,阻力大。适用于小流量但传热强(高比热,有相变或大温差)的状况,如:制冷剂相变传热。
M:通道
由相邻大/小夹角的板片组成的通道。传热系数和阻力介于H和L通道之间。
L+L = 小角度流道
L+H = 混合流道
H+H=大角度流道
在这三种流道中选择,并依据特殊的工况定身量做和选型。
理论上,一台换热器能够混用不同类型的流道,如H型之后是M型。
但关于有相变的状况,这会导致第一个H流道和最后一个M流道之间介质的分配失调,因而,在各类制冷用BPHE中不予采用。
板片波纹的首要效果:使得流体紊流,强化传热相邻板片的波纹形成触摸抗点,提高耐压功用。
注:巧克力分布去:使流体均匀流过整个板片,在 A 和B处的压力降相同,使在这里的压力损失最小,把压力降用于有用的传热,答应平行流AlfaLaval 创造发明创造,现已被广泛运用。如下图。
平行流与对角流:
平行流的优势:一块板片 & 一条密封垫,同一的板片在板片组里,旋转180º能够用于二边通道备件损耗小。完全满意对角流一切的功用,较高的规划压力或运用较薄的板片没有交叉出管口。
关于板片原料
不锈钢:指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质的钢,又称不锈耐酸钢。实践运用中,常将耐弱腐蚀介质的钢称为不锈钢,而将耐化学介质的钢称为耐酸钢。两者在化学成分上存在必定差异,前者不必定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。
耐腐蚀机理:铬是不锈钢获得耐蚀性的根本元素,当钢中含铬量到达12%左右时,铬就与腐蚀介质中的氧效果,在钢外表形成一层很薄的氧化膜( 自钝化膜Cr2O3),极难溶于水,可进一步阻止氧与铁腐蚀。同理,损坏钝化膜Cr2O3 就意味着损坏其抗氧腐蚀才能。
别的腐蚀介质中的卤族元素(像水中常见的氯离子)在必定条件下也能替换掉Cr,所以不锈钢在必定条件下也会生锈,在含酸、碱、盐的介质中也会被腐蚀,。因而不锈钢抗腐蚀才能的巨细是随其钢质本身化学组成、加互状况, 运用条件及环境介质类型而改变的。不锈钢在水中腐蚀首要是由于水中氯离子引起的。
不锈钢中其他增加元素也均发挥不同效果。像Mo会在必定程度上抵消氯离子引起的腐蚀,可是也有一个适用范围。
常用不锈钢:304,316归于奥氏体不锈钢,其商标为国外叫法的简写(一般均为进口),为300系列。美国商标是美国钢铁协
会AISI规范,日本是日本工业协会规范SUS。我国首要用成分表明,见下表。
304、304L、316、316L的成分差异。L的意义是Low,表明更低含量的碳。带L的焊接功用好,数字一样的话,成分除碳以外其他成分无大差异。又由于316与316L价格不同不大,故直接选用316L。从成分表中能够看出304与316最大差异为Mo(钼)含量不同,所以316抗氯离子浓度才能要比304强。也是咱们选用304仍是316的首要依据。两种原料在耐受的氯离子浓度见下页表格,板材的弥补说明:
不锈钢在含氯介质中的运用范围(mg/L)(在水介质中与ppm百万分之一同等)
板片资料/温度
25℃
50℃
75℃
100℃
120℃
304/304L
100
75
40
20
10
316/316L
400
180
120
50
25
氯离子浓度超出的话,选用钛(Ti)或其它金属。如海水用钛(Ti)
板片常用资料的特色和运用条件弥补
点评资料耐蚀性好坏的指标是“耐局部腐蚀当量PRE”值越大则耐腐蚀性越好。首要是Cr、MO、Ni的含量决议。
1)304不锈钢:运用于有机和无机介质中,浓度<30% 温度<=100/浓度﹥30% 温度﹤50的硝酸温度﹤100的各种浓度的碳酸、氨水和醇类。304L的资料根本和304资料一样,可焊接性更好,能够用作焊接式换热器。
2)316L天然冷却水、冷却塔水、软化水、碳酸,浓度小于50%的醋酸和苛性钠溶液,醇类和丙酮等溶剂,温度小于100度的稀硝酸(﹤20%)稀磷酸(﹤30%),但不适于硫酸。316和它根本一样。
3)317合适比316L运用条件更多的状况。
4)AISI904L和SUS890L 性价比高,比以上资料都要好。特别合适一般的硫酸,磷酸和卤化物。
5)SMO 254高档不锈钢,提高了MO 含量,是对316进行改进的超级不锈钢。具有优良的耐氯化物和缝隙腐蚀的功用。适用于含盐水,无机酸。
6)SMO654比254更好的资料,可用于冷的海水。
7)RS-2(0Cr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)不锈钢,这是国产的相当于316,耐应力腐蚀更好,可用于80度以上的浓硫酸。(浓度90%---98%)
备注:详细可见下表:
关于板式换热器垫片
垫片作为换热器板片间的密封元件,是为了防止板片走漏的。垫片的质量好坏直观地影响换热器的质量和形象。在暖通行业,垫片首要为橡胶制品,受温度、介质影响大,因而在制作过程中受配方、组分的均匀度、硫化定型的条件影响很大。
对垫片的要求:(以下主张不针对任何品牌及不持态度)
1、配方科学,有必要具有抗老化、抗撕裂、高回弹的特性(下降弹性引起的反效果力,板片不易变形)。
2、密封触摸面尺寸准确,报警信号孔活络。
3、免粘接结构,拆装便利。
垫片的品牌:国内用户认可的胶条生产厂家:如
1、国内品牌:武汉派克(北京市场很认)、西安联谊、江苏启东等。
2、国外品牌:美国杜邦等。
垫片的定位形式:
1、粘合式垫片
2、免粘接垫片:挂式、卡式
垫片的选型:
1、介质的温度,见下表:
2、介质的腐蚀性
板式换热器在暖通空调领域的运用
区域供热体系
热电联产体系
地热水供暖体系
即热式日子热水体系
即热式特色
可确保用户随时随地均有热水供应,体系紧凑,无需储罐,需求较大的锅炉容量需求较大的热交换器。
半即热式日子热水体系
半即热式特色
需求较小的锅炉容量,需求较小的热交换器,储罐内易成长细菌,需求额定的地方安放储罐。
游泳池恒温保持体系
太阳能热水体系
供冷空调体系
冷凝器侧运用:
1 冷却塔水冷却凝结水
2 海水、河水或井水冷却凝结水
3 乙二醇冷却凝结水
4 短路冷冻机组体系
5 地下水冷/热源体系
6 热收回体系
冷凝水侧热交换器能够起到以下效果:
维护冷凝器免受污染、结垢和腐蚀
代替冷凝器接受冷却水侧压力
能够在季节许可时不运转冷冻机组
能够完成热收回
节省贵重的增加剂
冷却塔水冷却凝结水
海水、河水、或井水冷却凝结水
乙二醇冷却凝结水
短路冷冻机组体系
地下水冷/热源体系
热收回体系
蒸腾侧的运用:
1 压力接力体系
2 别离冷却循环水 (无压力接力功用)
3 蓄冰体系
4 区域供冷体系
5 天花板供冷体系
蒸腾器侧热交换器能够起到以下效果:
避免冷冻机组接受高压(压力接力体系)
削减贵重、低效增加剂的用量
别离冷却水体系,以确保局部体系清洁度很高(电子元件生产)
削减走漏所带来的损害
压力接力体系
别离冷却循环水体系
蓄冰体系
蓄冰体系规划根本要素:
设定空调要求
运转计划
全蓄冰体系
部分蓄冰体系
冷冻机组为主体系
蓄冰为主体系
区域供冷体系
天花板供冷体系
空调体系其它运用计划
1 夏、冬季供冷、热转化
2 冷冻水预冷却体系
板式换热器在供冷空调体系中的优势
1. 传热系数高,对数温差可作到0.5度。
2. 体积小,重量轻,便于装置,可放置于设备层。
3. 易于拆开,便利清理内部污垢。
4. 结构坚固,可接受较高工作压力,最高 3.0MPa。
5. 换热效率高,下降运转成本。
6. 固定出资低。
板式换热机组根本原理
流经用户散热片后的低温水(二次回水)经过滤器除污后,由循环泵加压进入换热器,吸收一次热媒放出的热量,到达供水设定温度后,再流向供热管网对用户进行供热;
热源经一次热网(一次水)流经过滤器、调节阀、进入换热器放热后(二次水),由热媒回水管返回热源(二次回水)被加热后再次参与循环换热;
补水泵依据体系运转状况当令对二次循环水体系进行定压补水。
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