板式换热器的选型及应用
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作者:宋亚非
摘 要：随着社会的不断进步，现代科技的发展日新月异。在板式换热器技术上也得到了很大的改进，无论是在板式换热器的工作效率、产品结构、占地面积、安装维修等方面都变得更加简便快捷。近年来市场上销售的板式换热器不仅使用范围涉及的领域更广泛，在种类及外观上都有很大的变化。本文对现在市场销售的板式换热器的种类、性能、外观、应用领域等做详细的产品介绍与分析。让广大用户更加了解并合理使用板式换热器起到了指导的作用。
关键词：换热器 导热效率 产品结构 拆卸安装
中图分类号：TK172 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0054-02
换热器，又称为热交换器，它是將热（高温）流体的一部分热量传递给冷（低温）流体的机械设备[1]。此设备应用面非常的广泛，如动力传动、化工行业、石油、船舶工业、食品加工等方面。由此可见，换热器在人类的工作生活中起到较为重要的作用，所以人们对换热器的要求也逐渐提高。下面内容主要介绍最新研究的换热器——板式换热器
1 产品简介
（1）板式换热器的组成：板式换热器是由带有波纹形状的一套金属薄板排列组装而成的。主要零部件由金属薄板片（传热）、垫片（密封）、（上、下）导杆、端头压板、支撑挂架、双头夹紧螺栓等组成。板式换热器主要通过金属薄板也称传热板片进行热交换作用。传热板片的波纹一般加工成人字型（主要）、水平形、斜波形等类型，与传统型管壳式换热器相比较，在同一工作环境下，板式换热器的传热效率高于管壳式传热效率的4倍左右[2]。
（2）板式换热器的发展：随着国内科技的不断进步，用户的要求不断提高。到1980年，国内换热器产品也在快速更新，技术开发人员从板式换热器最重要的几个功能部件进行研发，使板式换热器在传热效率、体积缩小、重量减轻等方面都得到了很大的提升。同时板式换热器应用的环境较为广泛，所以在研发该设备时一定要加强产品的适应性[3]。使板式换热器在不同的环境工作中都能够达到较高的传热效率，满足用户的需求。
2 板式换热器的结构
板式换热器主要由两部分组成，分别是起着支撑作用的支撑架和传热作用的金属板片。（1）金属板片的选材多样化，板片上的波纹形状根据不同的压制模型而变化。薄板片的四个角设有角孔和密封垫片。当板式换热器工作时，密封垫片按工艺组合密封连接传热板，两角孔互相连接，连接起来的通道形状类似迷宫一样。使通道内的导热物质在邻近通道内反向流动，增强热辐射，对流换热，使热传递工作效率更加完善。（2）支撑架是由固定压板、（上、下）导杆、支撑挂架、双头夹紧螺栓等组成。板式换热器的金属板片是叠置在支撑框架之间，并采用双螺纹螺栓夹紧固定而成。
3 板式换热器的功能
（1）快速的热传递。如前所述，板式换热器的金属板片被设计成多种多样的波纹是为了防止换热器在工作过程中，在很低的流速下会产生较强的激流反应。设计金属板片上的波纹是为了达到较高的金属板片换热率的目的。激流本身具有自动清洗的功能，可去除污垢。这就是板式换热器传热速率进一步提高的原因。通常板式换热器的热传递系数在3～6kV/m2摄氏度左右。同时通过更详细的实验分析获得更多数据，可以看出达到相同换热率情况下，管壳式换热器是板式换热器占地面积的二倍到四倍。
（2）安全指数高。板式换热器一般都是通过介质-介质换热的模式，在安装每个金属板片时都做了防泄漏的设计，就是在波纹板片之间添加耐（高、低）温及腐蚀功能的密封垫片。此密封垫是带有两条通道的结构，而且上面还有泄露的信号孔，若有泄露现象发生，用户可以及时发现同时泄露物可以从信号孔泄出。
（3）板式换热器结构紧凑，占用空间与其他类型对比明显更小，占用的空间约为传统换热器的一半，或者更小。但是整体效率又有较大提升。板式换热器不仅节约了空间，也有利于维修操作。当机器出现问题需要维修或维护时，由于其结构简单，拆卸方便，更有利于使用者自己进行维修维护。
（4）板式换热器对流速的控制更加合理可控，这大大减少了由阻力造成的损失，根据数据显示，损失可以降低到传统式的1/3以内。
（5）板式换热器更加节能环保，由于其紧密的结构特点，造成其使用能源量较少，同时发生的热损失也相对较小。另外，除非恶劣的环境因素，否则不用保温处理。
（6）随着社会经济的发展，人们的需求更趋向于多元化。板式换热器的设计类型及使用材质也随之有了大幅度的更新。用以满足各个行业的不同需求。因为板式换热器与传统换热器对比具备节能、高效、安全等特点。所以越来越被用户所青睐。也进一步促进了板式换热器设计、制造成本的降低。促进了行业发展。
4 如何根据需求正确选择换热器
板式换热器与传统换热器比较，具备占用空间小、节能、高效、安全、易维修等特点，得到了广大使用这的广泛认可。这也使得板式换热器行业进入了高速发展的阶段[4]。各种大小、规格、材质、设计结构的板式热水器也逐渐被研发并投入各行各业的使用。但是由于行业标准没有及时跟进，造成各制造厂家设计生产的板式换热器也五花八门，各具特色。根据使用场所和使用环境，确定换热器的系统、参数、密封等级、材料使用、板片的长宽高厚尺寸。所以我们在选择板式换热器时，在考虑上述基本因素的基础上好，还要考虑选择性价比，在适合的本单位的基本情况下，要做到性价比最高。因为不同的板式换热器生产厂家的功率、寿命，用户满意度都有差异。那么在具体选择时应该如何选择呢？下面将从板形、流程和流道、压降三个方面做以详细介绍。
（1）板式换热器板形的鉴别。首先应该选在单片板形中，面积较大的换热器。因为这样可以在同等功率是，板片的数量相对较少，有利于流速的提高，相应的也减少了热传导损失。越大的板式换热器越应该考虑单片板形的面积。其次根据使用情况进行选择，对于流量需求较大且不可以出现较大的压力降低的情况，我们可以选择相对阻力较小的板形。相反的情况时，我们需要选择相对阻力较大的板形。
（2）如何选择板式换热器的流道。在板式换热器中，由两个靠近的板片形成的通路，叫做通道。在选择板式换热器时，需要选择其中热传导效果最好的。这就需要使冷水通道内换热比率和热水通道内的换热比率相同或者较为接近。这需要经过细致的计算得出。以满足各使用单位具体的要求。
（3）如何考虑板式换热器的压降。压降在板式换热器的选择时，是必须要校对的项目。如果经过计算，选择的换热器压降超过使用要求允许值。则需要重新计算选择。
5 结语
随着社会经济的发展以及人们的需求的多元化发展。越来越多不同型号规格的板式换热器逐渐进入不同的行业。同时研发技术也逐年提高。环保材料，高能材料也逐渐应用到换热器的制造中，同时也降低了制造成本，进而也促进了行业的发展。但是行业标准的建立还不是很健全，各制造厂家都在自行研发制造。我们需要针对各模块建立相应的标准。同时规范标准的实施。进一步加快板式换热器行业的发展。
参考文献
[1] 贺平，孙刚.供热工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1993.
[2] 李善化，康慧.实用集中供热手册[M].北京：中国电力出版社，2006.
[3] 陆耀庆.实用供熟空调设计手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2008.
[4] 舒雯.板式换热器的质量分析和结构改造[J].冶金动力，2007（1）：69.
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