制冷與空調(diào)專業(yè)常用換熱器簡介

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1、換熱器 換熱器的發(fā)展已經(jīng)有近百年的歷史， 其在國民經(jīng)濟的諸多領(lǐng)域如食品、 制藥、 石油化工、 （空調(diào)、 動力、冶金、輕工等得到廣泛的應(yīng)用。換熱器是化工、石油、制藥及能源等行業(yè)中 ）應(yīng)用相當(dāng)廣 泛的單元設(shè)備之一。 定義：換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。 換熱器 （ heat exchanger ） ， 是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換 器。 換熱器是制冷空調(diào)、暖通、化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備， 在生產(chǎn)中占有重要地位。按使用功能分： 冷凝器、蒸發(fā)器、再熱器、過熱器和再沸器 等。換 熱器種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱

2、量交換的原理和方式基本上可分三大類即： 間壁式、混 合式和蓄熱式 。在制冷空調(diào)、暖通等領(lǐng)域主要涉及混合式換熱器和間壁式換熱器，其中以 間壁式換熱器應(yīng)用最多。 、混合式換熱器 混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進(jìn)行傳熱的，這種傳熱方式避免了 傳熱間壁及其兩側(cè)的污垢熱阻，只要流體間的接觸情況良好，就有較大的傳熱速率。 故凡允許流體相互混合的場合，都可以采用混合式熱交換器，例如氣體的洗滌與冷卻、 循環(huán)水的冷卻、汽 -水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等。它的應(yīng)用遍及化工和冶金企 業(yè)、動力工程、空氣調(diào)節(jié)工程以及其它許多生產(chǎn)部門中。 （1） 冷卻塔 （ 或稱冷水塔 ） 在這種設(shè)備中

3、，用自然通風(fēng)或機械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進(jìn) 行冷卻降溫之后循環(huán)使用，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。例如熱力發(fā)電廠或核電站的循環(huán) 水、合成氨生產(chǎn)中的冷卻水等，經(jīng)過水冷卻塔降溫之后再循環(huán)使用，這種方法在實際 工程中得到了廣泛的使用。 冷卻塔是利用空氣同水的接觸（直接或間接） 來冷卻水 的設(shè)備。是以水為循環(huán)冷卻劑，從一系統(tǒng)中吸收熱量并排放至大氣中，從而降低塔內(nèi) 空氣溫度，制造冷卻水可循環(huán)使用的設(shè)備。 輪機、發(fā)電、汽發(fā)泡、制革、 、注塑、凍系列統(tǒng)、冷調(diào)冷卻系用于空主要應(yīng)冷卻塔 鋁型材加工、空壓機、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域， 應(yīng)用最多的為空調(diào)冷卻 、冷凍、塑膠化工 行業(yè)。具體劃分，如下：

4、 A空氣室溫調(diào)節(jié)類：空調(diào)設(shè)備、冷庫、冷藏室、冷凍、冷暖空調(diào)等； B、制造業(yè)及加工類：食品業(yè)、藥業(yè)、金屬鑄造、塑膠業(yè)、橡膠業(yè)、紡織業(yè)、鋼鐵 廠、化學(xué)品業(yè)、石化制品類等； C、機械運轉(zhuǎn)降溫類：發(fā)電機、汽輪機、空壓機、油壓機、引擎等； D、其他類行業(yè)…… 冷卻塔的作用是將攜帶廢熱的冷卻水在塔體內(nèi)部與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸 給空氣并散入大氣中，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖 1,工作原理圖見圖 2,實物圖見圖 3 電機支架 上殼體 sur* 布水腭 .仇水管 中殼體 罵dw向日出 避水管 inia KUe 逑出水息成 nprccd 11344KM Mi Lhn 獺水填料

5、 nil 曲4a ar m ■ uzTBHm 過灰底st __ _ fwl 塔的 性成忙,■虬「耳?/ ttMC irbly 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng)——提供考研資料 冷卻塔結(jié)構(gòu)示意圖 1圖 濕熱空氣排出 噴淋系統(tǒng) 制冷劑 過熱蒸汽 制冷劑 飽和液體 <=3冷風(fēng)進(jìn)入 <=1 噴淋泵 圖2冷卻塔工作原理圖 圖3冷卻塔實物圖 ）或稱洗滌塔（氣體洗滌塔（2）. 在工業(yè)上用

6、這種設(shè)備來洗滌氣體有各種目的，例如用液體吸收氣體混合物中的某 些組分，除凈氣體中的灰塵，氣體的增濕或干燥等。但其最廣泛的用途是冷卻氣體， 而冷卻所用的液體以水居多。 空調(diào)工程中廣泛使用的噴淋室，可以認(rèn)為是它的一種特 殊形式。噴淋室不但可以像氣體洗滌塔一樣對空氣進(jìn)行冷卻，而且還可對其進(jìn)行加熱 處理。但是，它也有對水質(zhì)要求高、占地面積大、水泵耗能多等缺點：所以，目前在 一般建筑中，噴淋室已不常使用或僅作為加濕設(shè)備使用。但是，在以調(diào)節(jié)濕度為主要 目的的紡織廠、卷煙廠等仍大量使。 圖4為大型商業(yè)建筑用中央空調(diào)組合式空調(diào)機組 段中的噴淋室段。 （a）噴淋室工作原理圖 噴淋室構(gòu)

7、件組合示意圖 （b） (c)噴淋排管示意圖 (d)中央空調(diào)組合式空調(diào)機組段噴淋室實物圖 圖4大型商業(yè)建筑用中央空調(diào)組合式空調(diào)機組段中的噴淋室段 (3)噴射式熱交換器 在這種設(shè)備中，使壓力

8、較高的流體由噴管噴出，形成很高的速度，低壓流體被引 入混合室與射流直接接觸進(jìn)行傳熱，并一同進(jìn)入擴散管，在擴散管的出口達(dá)到同一壓 力和溫度后送給用戶。 ． （4） 混合式冷凝器 這種設(shè)備一般是用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝。 二．間壁式換熱器 下面重點介紹本專業(yè)應(yīng)用最多的間壁式換熱器。 間壁式換熱設(shè)備按照其功能可命名，如 冷凝器、蒸發(fā)器、再熱器、過熱器和再沸器 等； 按換熱部件的特點可分為： 管殼式換熱器、套管式換熱器、翅片管式換熱器（包括冰箱 用絲管式冷凝器、箱壁式冷凝器、吹脹式蒸發(fā)器） 、板式換熱器、板翅式換熱器、管帶式換 熱器。 （） 殼管式換熱器 1 殼管式換熱

9、器是石油、 化工、 冶金和制冷等工業(yè)部門中應(yīng)用最普遍約占％， 理論研 （） 70 究和設(shè)計技術(shù)最完善，運用可靠性良好的一類換熱器。分為列管式和盤管式平面型 和空間 （型，列管式又分為臥式殼管式與立式殼管式。 其研究包括了管程和殼程兩側(cè)的傳熱強化 研 ）究。 其由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒 形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi) 流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分 系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程 多次橫向通過管束，增強流體

10、湍流程度。 本專 業(yè)主要用 于 大型中央 空 調(diào)水冷式 機 組的水冷 式 冷凝器、 氨 制冷系統(tǒng) 等 ，主要 有立式殼管式換熱器和臥式殼管式冷凝器。下面分別予以介紹： ① 立式殼管式冷凝器 立式殼管式冷凝器的外殼是有鋼板焊成的圓柱形筒體，筒體兩端焊有多孔管板，在 兩端管板的對應(yīng)孔中，用擴脹法或焊接法將無縫鋼管固定，成為一個垂直管束。其結(jié) 構(gòu)如圖所示。 5 冷卻水入口 制冷劑蒸汽 分水箱 制冷劑液體 冷卻水流入水池 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 圖立式殼管式冷凝器 5 立式冷凝器的主要特點是： 由于冷卻流量大流速高，故傳熱系數(shù)較高，一般?C。 70

11、0(kcal/m2?h?1 ) K=600垂直安裝占 地面積小，且可以安裝在室外。 2。冷卻水直通流動且流速大，故對水質(zhì)要求不高， 一般水源都 可以作為冷卻水。 3。管內(nèi)水垢易清除， 且不必停止制冷系統(tǒng)工作。 4。但因立式冷凝器中的冷 卻水溫升一般只有?C,對數(shù)平均溫差一般在?C 2 5465左右，故耗水量較大。且由于設(shè)備 置于空氣中，管子易被腐蝕，泄漏時比易被發(fā) 現(xiàn)。 ②臥式殼管式冷凝器 臥式冷凝器制冷設(shè)備與立式冷凝器有相類似的殼體結(jié)構(gòu)，但在總體上又有很多 不同之處，主要區(qū)別在于殼體的水平安放和水的多路流動。臥式冷凝器兩端管板 外面各用一個端蓋封閉，端蓋上鑄有經(jīng)過設(shè)計互相配

12、合的分水筋，把整個管束分 隔成幾個管組。從而使冷卻水從一端端蓋下部進(jìn)入，按順序流過每個管組，最后 從同一端蓋上上部流出過程中，要往返?個回程。這樣做既可以提高管內(nèi)冷 10 4. 卻水的流速，從而提高傳熱系數(shù)，又使使高溫的制冷劑蒸氣從殼體上部的進(jìn)氣管 進(jìn)入管束間與管內(nèi)冷卻水進(jìn)行充分的熱交換。冷凝下來的液體從下部出液管流入 貯液筒。具體結(jié)構(gòu)如圖所示， 殼式換熱器 實物圖見圖。 7-8 6 ■ ■)河式無錯式顯沖雅行 葉忒優(yōu)百武?弒品掙巖虢 I放空，旨接口 2—壓力未接口 3-安全限桂口 4—均樂管橫口 5-jt氣性推口 6-放飛旋送置口 7一放水旋塞接口 8一出液

13、管接口 什放油管接口 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng)——提供考研資料 圖6臥式殼管式冷凝器 圖弓形折流板管殼式換熱器實物圖 7 圖單殼程水平圓缺形折流板管殼式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖 8 知識補充： 目前國內(nèi)殼管式換熱器主要還是采用弓型隔板作為管間的支撐結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)

14、構(gòu)的換熱 器中，流體在殼程呈形流動，在隔板和殼體內(nèi)壁相連處存在流動死區(qū)；流體在隔板間 z分 離引起動量的急劇變化而造成壓力的嚴(yán)重?fù)p失；在隔板與殼體和傳熱管與隔板之間存在旁 路流和泄漏流，降低了流體的有效質(zhì)量流量，這些缺點導(dǎo)致了殼管式換熱器傳熱系數(shù)低、壓 降高。隨著金屬材料價格的不斷增長和節(jié)能工作的迫切需求，促進(jìn)了高效殼管式換熱器的研 究和應(yīng)用。近年來，螺旋隔板換熱器作為一種新型的殼管式換熱器形式，受到國內(nèi)外學(xué)者的 廣泛關(guān)注，并在工業(yè)中推廣應(yīng)用，取得了很好的節(jié)能、節(jié)材經(jīng)濟效益。 折流板是提高換熱器工效的重要部件。 傳統(tǒng)換熱器中最普遍應(yīng)用的是弓形折流板， 由于存在阻流與壓降大、有流動滯死

15、區(qū)、易結(jié)垢、傳熱的平均溫差小、振動條件下易 失效等缺陷，近年來逐漸被螺旋折流板所取代。 理想的螺旋折流板應(yīng)具有連續(xù)的螺旋 曲面。由于加工困難，目前所采用的折柳板，一般由若干個的扇形平面板替代曲 1/4 面相間連接，形成近似的螺旋面。在折流時，流體處于近似螺旋流動狀態(tài)。相比于弓 形折流板，在相同工況下，這樣的折流板（被稱為非連續(xù)型螺旋折流板）可減少壓降 45% 左右，而總傳熱系數(shù)可提高?，在相同熱負(fù)荷下，可大大減小換熱器尺寸。 30% 20%螺旋折流 板管殼式換熱器如下圖所示。 10 (b)

16、 殼管式換熱器螺旋折流板 ⑹ 圖螺旋折流板管殼式換熱器 10 （）套管式換熱器 2套管式換熱器是用兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接稱為同心圓的套管，外面的 叫殼程， 內(nèi)部的叫管程。兩種不同介質(zhì)可在殼程和管程內(nèi)逆向流動或同向以達(dá)到換熱的效果。 ）（兩種不 同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為一程，程的內(nèi)管（傳熱 ”“管）借形肘管 而外管用短管依次連接成排固定于支架上。熱量通過內(nèi)管管壁由一種 ,,U 流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體（流體）由上部引入而冷流體（流

17、體）則由 ，B A 下部引入。套管中外管的兩端與內(nèi)管用焊接或法蘭連接。內(nèi)管與形肘管多用法蘭連 U 接便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長度取?米。這種換熱器傳熱面積 47 ,最高達(dá) 故適用于小容量換熱。當(dāng)內(nèi)外管壁溫差較大時可在外管設(shè)置形膨脹節(jié) 2 , U , 18m或內(nèi)外管間采用 填料函滑動密封以減小溫差應(yīng)力。管子可用鋼、鑄鐵、陶瓷和玻璃等 ，制成若選材得當(dāng)它可用于 腐蝕性介質(zhì)的換熱。 這種換熱器具有若干突出的優(yōu)點， 所以，，至今仍被廣泛用于石油、 石油化工 等工業(yè)部門。具體結(jié)構(gòu)如圖所示，實物圖如圖 12 11 所示。 (d) 套管式換熱器結(jié)構(gòu)圖 11圖

18、 其主要特點有： ①結(jié)構(gòu)簡單，傳熱面積增減自如。因為它由標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組合而成，安裝時無需另外 加工。 ②傳熱效能高。它是一種純逆流型換熱器，同時還可以選取合適的截面尺寸，以 提高流體速度，增大兩側(cè)流體的給熱系數(shù)，因此它的傳熱效果好。液液換熱時傳熱系 ，-數(shù)為? (C)。m 2 ? 8701750W/ 這一點特別適合于高壓、小流量、低給熱系數(shù)流體的換熱，特別適 用于小型水冷 式制冷與空調(diào)裝置。套管式換熱器的缺點是占地面積大；單位傳熱面積金屬耗量多， 約為管殼式換熱器的倍；管接頭多，易泄漏；流阻大。 5 結(jié)構(gòu)簡單，工作適應(yīng)范圍大，傳熱面積增減方便，兩側(cè)流體均可提高流速，使傳熱 面的

19、兩側(cè)都可以有較高的傳熱系數(shù)；缺點是單位傳熱面的金屬消耗量大，檢修、清洗 和拆卸都較麻煩，在可拆連接處容易造成泄漏。為增大傳熱面積、提高傳熱效果，可 在內(nèi)管外壁加設(shè)各種形式的翅片，并在內(nèi)管中加設(shè)刮膜擾動裝置，以適應(yīng)高粘度流體 的換熱。 (a) (a) 圖套管式換熱器實物圖 12. ()翅片管式換熱器 3基于制冷與低溫技術(shù)中的特定工作條件，絕大多數(shù)場合都是使用間壁式 換熱器，其中尤 以傳熱元件為管子的熱交換器在制冷與低溫裝置中應(yīng)用最為廣泛，歷史也最為悠久。這是因 為圓管加工簡單、工藝成熟、市場上容易得到、可以在很寬的壓力和溫度范圍內(nèi)可靠地工作, 即使在工況不穩(wěn)定，熱應(yīng)力沖擊

20、與機械振動等條件下仍能正常工作。此外，對傳熱管元件比 較容易實現(xiàn)強化傳熱的加工要求，諸如傳熱管內(nèi)、外兩側(cè)加翅片，以及加工出所要求的翅片 形狀，以實現(xiàn)強化傳熱；可使整個換熱器傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、流動阻 力也較?。豢砂丛O(shè)計目的組合成所要求的幾何尺寸特性和外表輪廓尺寸，具有較大的靈活性； 和制冷與低溫裝置的其它部件組裝時，連接方便等等。 此種形式的換熱器被廣泛用于家用 空調(diào)的蒸發(fā)器和冷凝器，在早期的汽車空調(diào)或者冷藏車空調(diào)冷凝器中也廣泛采用。翅片管 式冷凝器結(jié)構(gòu)圖見圖，實物圖見圖。 1314翅片管式也叫管片式、管翅式，是較早應(yīng)用的換 熱器形式。其套片方法是將厚度很薄的 鋁箔

21、，按管組排列方式，在高速沖片機上沖出折邊孔。然后將圓管穿人肋片孔中，將安裝好 的管片在專門的脹管機上進(jìn)行脹管，減小接觸熱阻。 管翅式換熱器的研究進(jìn)展可從研究內(nèi)容、研究目標(biāo)和研究手段等方面來概括，早期對管 翅式換熱器的研究主要集中在翅片管排總的換熱性能和流動性能上，翅片的形式多是平直翅 片，主要考察管徑、管排數(shù)、翅片間距、管排排列方式、翅片厚度等幾何參數(shù)對換熱及流阻 的影響情況。其采用的翅片形式主要有：平直型翅片、波紋型翅片、條縫行翅片、百葉窗翅 片、帶縱向渦發(fā)生器翅片等形式及其組合形式。 圖翅片管式冷凝器結(jié)構(gòu)圖 13 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 14 (b) 圖翅片管

22、式冷凝器實物圖 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng)——提供考研資料 圖風(fēng)機盤管用翅片管式換熱器實物圖 15 管片式冷凝器一般由圓管和各種型式的翅片構(gòu)成，翅片與傳熱管之間通過脹管聯(lián)結(jié)。套 片法是我國當(dāng)前許多廠家所采用的工藝。其方法是將厚度為.?.鋁箔，按管組 03mm O1 排列形式速沖片機上沖出折邊孔?，F(xiàn)普遍采用雙翻邊孔，這樣做即可增加鋁箔與管子的接觸 面積，提高換熱效率同時，也提高了

23、肋片本身的剛度，便于裝配工序提高工效 59和 質(zhì)量。還可控制肋片與肋片之間的間距，增加了產(chǎn)品的美觀程度。然后將銅管穿人片孔中， 為保證鋁箔的孔邊與管子接觸良好，以減少接觸熱阻，必須將裝好的管片在專門的脹管機上 進(jìn)行脹管。. 脹管的方法有液壓式的和機械式的。液壓脹管是用?的油壓或水壓通入管內(nèi)， 1020MPa 使管徑脹大約，使管子達(dá)到塑性變形。這樣，管間的接觸面上就有一定的接觸壓 0.2?0.4mm力， 保證管子與肋片之間接觸緊密。但是，有時因管子的材質(zhì)不均勻，受脹程度不一，會造 成一些地方脹不足，而另一些地方又脹過頭。脹不足使管子和肋片接觸不良，導(dǎo)致過大的接 觸熱阻，脹過頭，則可能

24、使肋片的翻邊脹裂，同樣會造成過大的接觸熱阻。另外，液壓脹管 后，尚需對管內(nèi)的油或水進(jìn)行清洗、烘干。機械脹管是用比管子內(nèi)徑適當(dāng)大些的鋼球，以機 械壓力擠過去，使管子脹大并達(dá)到塑性變形，這樣做可保證管子和肋片之間有良好的接觸。 機械脹管較之液壓脹管均勻，接觸熱阻小，且可省去脹管后的許多后續(xù)工序，為當(dāng)今工廠普 遍使用的方法。 值得注意的是，由于管壁厚度與肋片厚度相差許多倍，所以，在換熱器工作過程中受到 熱脹冷縮的影響，管子和肋片的線膨脹率不盡相同，兩者之間產(chǎn)生相對運動，經(jīng)過一段時間 的工作之后，肋片上的基孔在這種情況下被逐漸擴大，管與片之間由脹管所造成的塑性變形 內(nèi)應(yīng)力會隨之下降，接觸應(yīng)力相

25、應(yīng)減低，從而引起接觸熱阻增大，換熱效率降低，這個問題 對汽車空調(diào)器更值得重視。 由于汽車在行駛中將產(chǎn)生比較強烈的顛簸和震動，管子和肋片 之間原有的內(nèi)應(yīng)力在這樣條件下就更容易疲勞，引起管子和肋片之間的微觀松動。另外， 肋片上的孔邊也會在強烈的振動下，因管子與肋片的振動頻率不同，相互之間產(chǎn)生相對運 動被擴大，更加降低了換熱效率，同時還會帶來工作噪音的加大和使用壽命的縮短。因此， 目前汽車空調(diào)冷凝器中很少采用這種形式，現(xiàn)在主要采用管帶式或者板翅式（平流式） 。 知識補充： ①在風(fēng)冷熱泵型的空調(diào)設(shè)備中，翅片管式換熱器表面結(jié)霜是很普遍的問題，換熱器表面結(jié) 霜增加了翅片和氣流間的熱阻，降低了換

26、熱器的冷卻能力，減少了通過換熱器的氣流量， 增加了氣流的壓力降。換熱器長時間結(jié)霜以后，氣流通道可能被完全堵塞，為了保證換 熱器的理想性能，要周期性地循環(huán)除霜。在用來除霜的熱量中，事實上只有被 15%-20%有效 利用，其余的熱量都散到周圍的環(huán)境中。由于結(jié)霜的存在，工業(yè)上使用的制冷設(shè)備 與相同條件下沒有結(jié)霜的設(shè)備相比較，體積大左右，能耗增加了。翅片管式換 25% 50%熱器表 面結(jié)霜圖片見圖。 16. 圖16翅片管式換熱器表面結(jié)霜照片 ②冰箱常用的翅片管式換熱器 冰箱常用的翅片管式換熱器：絲管式冷凝器、箱壁式冷凝器、鋁復(fù)合板吹脹式蒸發(fā)器。 冷庫常用蒸發(fā)器也歸屬翅片管式換熱器。

27、絲管式冷凝器為第一代冰箱冷凝器，現(xiàn)代冰箱主要應(yīng)用箱壁式冷凝器。其實物圖參見圖 所示。17 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 絲管式冷凝器 （a）. 箱壁式冷凝器 （b） ⑹冰箱實物圖 圖17翅片管式換熱器 吹脹式蒸發(fā)器目前在國內(nèi)外家用冰箱中采用的十分普遍。鋁復(fù)合板式蒸發(fā)器是利用預(yù)先 以鋁鋅鋁三層金屬板冷軋而成的鋁復(fù)合板，按蒸發(fā)器所需的尺寸裁切好，平放在刻有管路 -通 道的模具上

28、，加壓到，并用電加熱到C,彳f復(fù)合板中間的鋅熔化后，以 4900N 440?500的高壓 氮氣吹脹便形成管型，經(jīng)過數(shù)秒后再進(jìn)行抽空，冷卻后，鋅層便與鋁板 2.4?2.8MPa 粘合，之后可以將其彎曲成所要的形狀，再將其搭邊釧接即成。 （或者采用印刷管路吹脹法） 吹脹式蒸發(fā)器參見圖。 18冷庫常用翅片管式蒸發(fā)器參見圖。 19. (a) 1111 (b) 圖吹

29、脹式蒸發(fā)器 18 (a) . 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng)——提供考研資料 （b） 圖 19 某冷庫蒸發(fā)器 （）板式換熱器 4 ①板片式換熱器 板片式換熱器是由傳熱板片、密封墊片、壓緊板、上下導(dǎo)桿、支柱、加緊螺栓等零件組 成。傳熱板片四個角開有角孔并鑲貼密封墊片，設(shè)備加緊時，密封墊片按流程組合形式將各 傳熱板片密封連接，角孔處互相連通，形成迷宮式的介質(zhì)通道，使介質(zhì)在相鄰的通道內(nèi)逆向 流動，經(jīng)強化熱輻射、熱對流、熱傳

30、導(dǎo)進(jìn)行充分的熱交換，板片式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖見圖 20 ，工作原理圖見圖 21 。 由于傳熱片特殊的結(jié)構(gòu)，裝配后在較低的流速下（）就能激起強烈的湍流，因 Re=200 而加快了 流體邊界層的破壞， 強化了傳熱。 板式換熱器一般工作壓力為工 0.3MPa~1.6MPa, 作溫度一般低 于℃。 160 具有傳熱效率高、占地面積小、壽命長、耐壓高、流動阻力小、拆卸方便、快捷等 特 點。被廣泛應(yīng)用于集中供熱與區(qū)域供冷領(lǐng)域，比如：熱電廠廢熱區(qū)域供暖，加熱生活用水， 鍋爐區(qū)域供暖。 1、高效節(jié)能：其換熱系數(shù)在 3000?4500kcal/m2 ? C ? h ,比管殼式換熱器的熱效率 高

31、 3~5 倍。 2 、結(jié)構(gòu)緊湊：板式換熱器板片緊密排列，與其他換熱器類型相比，板式換熱器的占地 。 1/5 面積和占用空間較少，面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的． 3 、容易清洗拆裝方便：板式換熱器靠夾緊螺栓將夾固板板片夾緊，因此拆裝方便，隨 時可以打開清洗，同時由于板面光潔，湍流程度高，不易結(jié)垢。 4 、使用壽命長：板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制，可耐各種腐蝕介質(zhì)，膠墊 可隨意更換，并可方便在、拆裝檢修。 5 、適應(yīng)性強：板式換熱器板片為獨立元件，可按要求隨意增減流程，形式多樣；可適 用于各種不同的、工藝的要求。 6、不串液，板式換熱器密封槽設(shè)置泄液液道，

32、各種介質(zhì)不會串通，即使出現(xiàn)泄露，介 質(zhì)總是向外排出 (b) (c) 板片式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖 20圖 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 14 (a) (b) 崗里及僚機 1 Fiw9d pimRirn 口

33、啊通 典看■徒 9 ClftTip hall 的地梃 q 口四口Myrd pin附 洋喋逐第 10 L。亡L ”的■Hh 倏序等上 3 Haq!匕丫欄?1修，白^ jvi e 翼圖尊口 11 「口里1自fv看J1 后理酬 FM巾皓日 ，將物n 1? 音希序次相 S Flexib電卬的54|也pla.o 梅津施“ 13 卜:rga/《口白1 Iju Lt 品55理音性 IW Holler assenth 下與科 i Bet: om Liu Ct hdi 擇干履 15 Fro^catn toaid! 后立桿

34、e 靜 10 Gonneciion 驚式攜熱些伯樹 (c) 圖21板片式換熱器工作原理圖 ②螺旋板式換熱器 螺旋板式換熱器是一種高效換熱器設(shè)備 ，適用汽-汽、汽-液、液-液，對液傳熱。 它適用于化學(xué)、石油、溶劑、醫(yī)藥、食品、輕工、紡織、冶金、軋鋼、焦化等行業(yè)。 它主要由傳熱板、定距柱、連接管、頭蓋及襯墊等組成。兩塊厚約 2.5?6mm的金屬板 卷成一對同心圓的螺旋形流道，流道始于中心，終于邊緣。中心處用隔板將兩邊流體 隔開，甲乙流體在金屬板兩邊的流道內(nèi)逆流流動而實現(xiàn)了熱交換。螺旋板式換熱器結(jié) 構(gòu)示意圖見圖 22。 螺旋板式換熱器性能類似于板式換熱器。但也有獨

35、特之處，其主要優(yōu)點： o傳熱效率高。螺旋板換熱器內(nèi)介質(zhì)螺旋型流動的離心力能增強湍流。據(jù)實驗，當(dāng) .1 . Re=1400?1800時就能形成湍流，且因流阻比殼管式小，流速可以更大。結(jié)果可以使傳熱系 數(shù)提高2.5倍左右。此外，螺旋板式為全逆流，傳熱溫差也會更大。 o23,約為管殼式換熱器的 2?/m3倍。2結(jié)構(gòu)緊湊。單位體積彳熱面積可以為 .44?100m o.不易污塞。由于單流道，高流速，污垢不易沉積。 3 (a)

36、 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 (b) 圖22螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖 ()板翅式換熱器 5板翅式換熱器是一種傳熱效果更好，更為緊湊的板式換熱器，它是由平隔 板和各種型式 的翅片構(gòu)成板束組裝而成，如圖所示。在兩塊平行薄金屬板(平隔板)間，夾入波紋狀 23 或其他形狀的翅片，兩邊以側(cè)條密封，即組成為一個單元體。各個單元體又以不同的疊積適. 當(dāng)排列，并用釬焊固定，成為常用的逆流或錯流式權(quán)翅式換熱器組裝件，或稱為板束，現(xiàn)時 將帶有集流進(jìn)出口的集流箱焊接到板束上，就成為板翅式換熱器。 圖板翅式換熱器 23作為一種新型的緊湊式換熱器。 它的發(fā)展使得換熱器的

37、效率提高到新的水 平，結(jié)構(gòu)更緊 湊。這種換熱器的采用，滿足了飛機發(fā)動機中間冷卻和內(nèi)燃機車發(fā)動機、汽車發(fā)動機冷卻的 需要。由于具有體積小、質(zhì)量輕、效率高、可處理兩種以上介質(zhì)的優(yōu)點，板翅結(jié)構(gòu)換熱器迅 速在石油化工、乙烯裝置中得到推廣使用。 在制冷空調(diào)領(lǐng)域，應(yīng)用于余熱回收有較大前景， 比如：中央空調(diào)用熱回收式新風(fēng)機組、發(fā)動機余熱回收等；在空分行業(yè)，作為一種緊湊高 效的換熱器，實現(xiàn)作為原料氣的空氣、增壓空氣和氧氣、氮氣、污氮氣等返流氣體之間的 熱交換。 板翅式換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)核心是板束，板束是以多個由將翅片、導(dǎo)流片放入兩個隔板間 再配合封條組成的通道焊接而成的整體。板翅式換熱器的板束裝配以必要

38、的封頭、接管和制 成部件就形成了完整的換熱器裝置，參見圖，其工作原理圖見圖，實物圖見圖 26 25 24. 圖24板翅結(jié)構(gòu)換熱器 板翅式換熱器首先應(yīng)用于汽車和航空工業(yè)， 20世紀(jì)50年代開始在空分設(shè)備中應(yīng)用。冶 金、化學(xué)工業(yè)對空分設(shè)備的大量需求，有力推動了板翅式換熱器的技術(shù)進(jìn)步。在我國，鋁制 板翅式換熱器由杭州制氧機集團公司 (以下簡稱：杭氧)等在20世紀(jì)60年代中期開發(fā)成功， 使我國成為繼英國、美國和日本之后第四個能夠生產(chǎn)這種換熱器的國家。但杭氧當(dāng)時設(shè)計生 產(chǎn)的鋁制板翅式換熱器多以低壓換熱器為主 (<2 . 0MPa)o隨著空分技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是 內(nèi)壓縮流程的不斷成熟

39、和應(yīng)用，要求板翅式換熱器的設(shè)計壓力提高。尤其進(jìn)入 20世紀(jì)80年 代以來，隨著我國內(nèi)地和沿海油田的不斷開發(fā)和石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，承受中、高壓的 板翅式換熱器應(yīng)用日趨廣泛，由于國內(nèi)無法制造中、高壓力的板翅式換熱器，當(dāng)時我國用于 大型空分設(shè)備和石油化工設(shè)備中的中、高壓板翅式換熱器全部依賴進(jìn)口。 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 板翅式換熱器工作原理圖 25圖 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 圖26板翅式換熱器實物圖 板翅式換熱器的特點很多，包括以下幾個： 1、板翅式換熱器的傳熱效率好 板翅式換熱器的隔板和翅片都薄而透熱，對熱能的傳導(dǎo)性較好，且翅片對流體有攪動作 用，能夠

40、增大換熱器的換熱系數(shù)，因此板翅式換熱器能夠達(dá)到較高的換熱效率 2、板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)緊湊 板翅式換熱器是由整體的板束組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，再加上多數(shù)部件以鋁合金為材料制 23,17300m /m造，因此板翅式換熱器的體積小、 重量輕，便于安裝和維護。 傳熱面積可高達(dá) 般為管殼式^熱器的 6-10倍。 3、板翅式換熱器的適應(yīng)性好 板翅式換熱器可以用于氣 -氣、氣-液、液-液等各種流體傳熱組合，并能適應(yīng)逆流、錯流、 多股流、多程流等各種不同的換熱工況，是換熱器中對工作要求適應(yīng)性最好的一種。 4、板翅式換熱器的組合方式多，成本低 板翅式換熱器能以串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種形式組合使用，

41、可滿足各種大型設(shè)備的換 熱需求，便于使用企業(yè)以積木式組合類擴大換熱器規(guī)模，批量生產(chǎn)降低經(jīng)濟成本。 為常用的幾種翅片形式： 27圖 圖27常用的幾種翅片形式 板翅式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高等特點。但由于換熱器部件設(shè)計不當(dāng)、制造工 藝以及安裝等原因會導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)部物流分配和溫度分布不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低。 其中換熱器入口結(jié)構(gòu)（封頭）不合理是引起其內(nèi)部物流分配不均勻的重要因素。 圖為分配器的一種形式: 28 圖帶分配器的板翅式換熱器 29. 28 ()管帶式換熱器 6管帶式換熱器具體結(jié)構(gòu)及工作原理如圖: 圖29管帶式換熱器 1.盤管；2.散熱翅片；A.氣

42、態(tài)制冷劑；B.液態(tài)制冷劑 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 千口理寸月占羊月國 伏吃t就落史的帳再 中陰田皆遷與京面 強性小d J -1tfrL<- 整氣音聲中的龍劫 彩百曲片崎卓出事為 裊止癡用利成國凸不 平1出前年卻戰(zhàn)憚的超 .:?降近.同廿，想迎 &妞曲林為"荏景陸迪 *, 八一整片是在二直謝片 上沖出尚冬TL蕓芭就 的，耳前，干注出口計 配已匕涌體石X方寸力 磁或比H*八平百遂 片上壓成一寸匕立 ij.伸用法杯附畫 就，道或意宙.謝? 電土.其蚱露姓峨工 H. 圖30汽車空調(diào)用管帶式冷凝器 由于汽

43、車在行駛中將產(chǎn)生比較強烈的顛簸和震動，管子和肋片之間原有的內(nèi)應(yīng)力在這樣 條件下就更容易疲勞，引起管子和肋片之間的微觀松動，現(xiàn)在管翅式冷凝器在汽車空調(diào)中已 很少采用。 汽車空調(diào)冷凝器的阻力和換熱性能，直接影響著整個空調(diào)系統(tǒng)的性能。它的換熱效率， 不僅直接影響冷性能，而且對降低整個空調(diào)系統(tǒng)的體積和質(zhì)量、節(jié)約原材料都有決定性意義。 50 80 從質(zhì)量來看，它們占了整個汽車空調(diào)系統(tǒng)質(zhì)量的%,而體積則占%。直接威脅著汽車 空間布局和有效容積。新型換熱設(shè)備在不斷發(fā)展，并迅速應(yīng)用于汽車空調(diào)系統(tǒng)中，對冷凝器 的優(yōu)化設(shè)計具有很高的現(xiàn)實意義，并日益成為研究熱點。 由于管帶式換熱器和平流式換熱器具有結(jié)

44、構(gòu)緊湊，換熱效率高等優(yōu)點，現(xiàn)在在汽車空調(diào) 30管 30 20汽車空 中普遍應(yīng)用。（平行流式冷凝器換熱能力較管帶式冷凝器提高約％ ,而制冷劑側(cè)壓降僅是 帶式的%?%。因此，平流式冷凝器作為一種新一代高效緊湊式換熱器必將為未來 調(diào)主流。） 三、蓄熱式換熱器 蓄熱式換熱器用于進(jìn)行蓄熱式換熱的設(shè)備。內(nèi)裝固體填充物，用以貯蓄熱量。 在制冷空調(diào)行業(yè)，主要應(yīng)用于冰蓄冷空調(diào)，蓄冰裝置主要有冰球式、盤管式、動 態(tài)冰漿式，參見圖。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)流程圖見圖。 29 31 蓄冰裝置)a (. (b)蓄冰球 蓄熱式換熱器圖31

45、 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)流程圖 32 圖 下面章節(jié)為換熱器相關(guān)研究補充前沿 知識補充： 換熱器傳熱強化方法 1. 換熱器的強化傳熱就是力求使換熱器在單位時間內(nèi)，單位傳熱面積傳遞的熱量達(dá)到最多。 應(yīng)用強化傳熱技術(shù)的目的是：提高現(xiàn)有換熱器的換熱能力；減小設(shè)計傳熱面積，以減小換熱 器的體積和質(zhì)量；減小換熱器的阻力，以減小換熱器的動力消耗；使換熱器能在較低溫差下 工作。強化傳熱主要有種途徑： 提高傳熱系數(shù)、擴大傳熱面積和增大傳熱溫差。 3 強化傳熱技術(shù)通常分為主動式和被動式兩大類。主動式強化傳熱需要消耗外部能量，如采用 電場、磁場、光照

46、射、攪拌：噴射等手段。被動式強化傳熱則不需要消耗外部能量，是換熱 器強化傳熱主要采用的方法，如傳熱管的表面處理、傳熱管的形狀變化、管內(nèi)加入插入物， 改變支撐。這里主要介紹被動式傳熱。 螺旋槽管 (1) 螺旋槽紋管是表面具有螺旋形凹槽的一種強化傳熱管，傳熱管內(nèi)外表面的凸起或 槽紋， 干擾了管內(nèi)流體的流動，破壞了層流邊界層，流動狀態(tài)達(dá)到充分的湍流，產(chǎn)生的漩渦又不斷 地擾動邊界層的流體，促進(jìn)了傳熱管同流體間的熱交換；湍流度的增加也有助于避免污垢在 傳熱管壁面的沉積，提高傳熱系數(shù)，增強了管內(nèi)外流體的換熱。螺旋升角對換熱的影響很大， 大螺旋升角更有利于換熱。研究表明，螺旋槽管換熱器比光管

47、的傳熱系數(shù)提高了—倍， 4 2 在 阻力損失和換熱面積相同時，換熱量可增加％一％。 40 30 旋流管是螺旋槽紋管的衍生品，也 叫異型螺旋槽管。其槽紋是半流線的勺形或形， w 流體在其內(nèi)流動呈波狀特性，它的傳熱機理與螺旋槽管大體相同。這種傳熱管的傳熱面積和 傳熱系數(shù)大大增加，傳熱系數(shù)比光管提高.倍，并且在相同傳熱量下旋流管的換熱系數(shù) 35 比螺旋槽管高％一%,而壓力損失低％一%。 8 10 5 3波紋管(2)波紋管是表面有波紋狀突起 的強化傳熱管，由于波紋管的壁很薄，傳熱管可以自由伸縮。 流體在管內(nèi)流動時，截面不斷的變化，擾動流體，破壞層流邊界層，以強化傳熱。波紋管的 傳熱效率

48、通常是光管的一倍，同時還具有除垢能力弓溫差應(yīng)力小，結(jié)構(gòu)緊湊輕巧等特 24 點。波紋管的壁薄，有波紋突起，可以有效地消除縱向應(yīng)力，但是波紋管的強度問題沒有很 好的解決，應(yīng)用范圍受到限制。 橫紋管⑶. 橫紋管由光管的外表面被滾壓成一圈圈有序的環(huán)形凹槽而成，與管子軸線成。角。 90影響橫 紋槽管綜合傳熱性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為肋節(jié)距和肋形，而肋高影響較小，并且傳熱綜 合因子隨流動數(shù)增大而迅速降低。橫紋抗垢能力要彳t于光管，漸近污垢熱阻值約為光管 Re 的.，污垢狀態(tài)下橫紋管的強化比約為. 。說明橫紋管其性能比光管要好， 也比螺紋 834 1 0管好， 在同樣傳熱效果下，阻力增加比螺旋槽管少

49、。 螺旋橢圓扁管(4)螺旋橢圓扁管是把圓形光管壓成橢圓形，然后扭曲而成，流體在管內(nèi)處于螺旋 流動狀態(tài)， 因而破壞了管壁附近的層流邊界層，提高了傳熱效率。這種管束結(jié)構(gòu)的特點是：兩個并行排 列的相鄰管子的橢圓長軸相互接觸，互相支撐，應(yīng)用這種管的換熱器取消了附加的管束支撐 物，節(jié)約了材料和成本。研究表明，螺旋橢圓扁管換熱器具有較好的強化傳熱性能，管徑大 小和螺旋導(dǎo)程對傳熱和阻力性能均有影響。從綜合性能來看，大管徑優(yōu)于小管徑；對于相同 規(guī)格的管子，導(dǎo)程增大，傳熱性能降低.流動阻力減小。這種結(jié)構(gòu)的換熱器與光管換熱器相 比，熱流密度高％,容積?。ァ?50 30 換熱器新技術(shù) 2.()不結(jié)

50、垢換熱器 1不結(jié)垢換熱器的開發(fā)，國外始于世紀(jì)年代初，用于海水 脫鹽，后來應(yīng)用到化工、 20 70 食品、海水淡化和造紙等領(lǐng)域，尤其應(yīng)用在一些會發(fā)生嚴(yán)重結(jié)垢的場合，或含有大量不溶解 顆粒的液體處理系統(tǒng)中。而國內(nèi)從世紀(jì)年代初對不結(jié)垢換熱器進(jìn)行基礎(chǔ)性試驗研究。 20 90 近年來，長嶺煉油化工總廠研制成功了一種稱之為管內(nèi)彈簧自動清洗高效自潔換熱器，其技 術(shù)核心是螺旋形彈簧和固定元件組成的一個簡單的機械系統(tǒng)，將此系統(tǒng)安裝在換熱器管內(nèi)， 在流體動能作用下，該系統(tǒng)產(chǎn)生連續(xù)的振動，促進(jìn)湍流程度，破壞了污垢生成條件，從而達(dá) 到防垢和強化傳熱的目的。使用該換熱器總傳熱系數(shù)可提高%?％,除垢率達(dá)到％

51、~ 30 5050%。70 ()微通道換熱器 2換熱器質(zhì)通過的水力學(xué)直徑從管片式的廬?，板式的聲?，不 斷發(fā)50mm 3 T 1010mm展到小通道的①.?，微通道的①?心，這是現(xiàn)代微電子機械快速發(fā) 展對傳m062mm10600熱的現(xiàn)實需求，也是微通道具有的優(yōu)良傳熱特性使然。微通道技術(shù)同時 觸發(fā)了傳統(tǒng)工業(yè)制冷、 汽車空調(diào)、家用空調(diào)等領(lǐng)域提高效率、降低排放的技術(shù)革新。 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 在家用空調(diào)方面，當(dāng)流道尺寸小于時，氣液兩相流動與相變傳熱規(guī)律將不同于常 3 mm 規(guī)較大尺寸，通道越小，這種尺寸效應(yīng)越明顯。當(dāng)管內(nèi)徑小到①.?時，對流換熱 501mm 系數(shù)可增大％~

52、%。將這種強化傳熱技術(shù)用于空調(diào)換熱器，適當(dāng)改變換熱器結(jié)構(gòu)、工 100 50藝 及空氣側(cè)的強化傳熱措施，預(yù)計可有效增強空調(diào)換熱器的傳熱、提高其節(jié)能水平。與最高 效的常規(guī)換熱器相比，空調(diào)器的微通道換熱效率可望提高%?%。在這方面，全球 L3J 2030幾 大散熱器生產(chǎn)廠家如，和經(jīng)開始將微通道散熱器推廣應(yīng)用于家用 Danfoss DelphiAluventa 空調(diào)如多聯(lián)機、戶式中央空調(diào)，這將使產(chǎn)品擁有巨大的競爭力。我國陽江寶馬利、江蘇康泰 也在緊跟全球換熱器發(fā)展步伐，已開發(fā)出多種微通道家用空調(diào)散熱器。 ()塑料換熱器 3塑料換熱器是以小直徑塑料軟管作為傳熱組件的換熱器。常用的塑料有聚四

53、氟乙 烯(F4)、聚全氟代乙丙烯(F46)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、聚丙烯或聚乙烯。 塑料換熱器主要用于工作壓力為 0.2?0.4MPa、工作溫度在-200?200 c之間的各種強腐 蝕性介質(zhì)的換熱，如硫酸、腐蝕性極強的氯化物溶液、醋酸和苛性介質(zhì)的冷卻或加熱。 塑料換熱器的結(jié)構(gòu)有管殼式換熱器和沉浸式換熱器兩種型式。它們的主要部分都 是由許多小直徑薄壁的塑料傳熱軟管組成的管束。常用的管子規(guī)格有多種，外徑X壁 厚分別為 3?12mm< 0.3?1.0mmo管束包含有 60?5000根管子，兩端各用聚四氟乙烯 卷帶互相隔開。管束插在一環(huán)中，焊成整體蜂窩狀管板。塑料換熱器的其它部件與常

54、 見的、用金屬管作為傳熱組件的管殼式換熱器和沉浸式換熱器略同。 塑料的化學(xué)性能極穩(wěn)定，抗蝕性能尤好。塑料管壁表面光滑，并且有適度的撓性， 使用時微有振動，故不易結(jié)垢。塑料換熱器體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備單位體積內(nèi)傳熱 面積為金屬管的管殼式換熱器的 4倍多。撓性的塑料管能在流體的沖擊和振動中安全 工作，管束可按需要制成各種特殊形狀。塑料的導(dǎo)熱系數(shù)低，力學(xué)性能較金屬差，不 耐高溫。采用小直徑、薄管壁，雖對導(dǎo)熱系數(shù)和力學(xué)性能有所補償，但仍只能用于較 低壓力和較低溫度的場合。 塑料換熱器的生產(chǎn)制作已越來越成熟，且廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、酸洗等腐蝕性 行業(yè)。. 低溫?fù)Q熱器 3. 低

55、溫?fù)Q熱器的一些特點：（）要求換熱效率高，溫差?。ǎ┝鲃幼枇Γ唬ǎ┏叽缗c重量 2;13例如: 在工質(zhì)為氮的單級焦耳湯姆遜液化循環(huán)中，當(dāng)高壓壓力為，低壓壓力為 7 1.96x10-Pa,換熱器 的效率低于時，液化率就等于零。低溫?fù)Q熱器中換熱不完全的冷損 4 Pa9.8x10 85.5%需要冷量來 補償，隨著低溫設(shè)備工作溫度的進(jìn)一步降低，為獲得此溫度水平冷量花的代價越 大，即冷量的價值越大，所以低溫?fù)Q熱器的工作溫度越低，對它的要求越高。低溫?fù)Q熱器的 傳熱多在小溫差下進(jìn)行，傳熱溫差越小，換熱不可逆損失也越小。例如，在氦液化設(shè)備中， 某些低溫?fù)Q熱器當(dāng)其熱端溫差超過時，液化設(shè)備就無法正常運行。 0

56、.5K 由于小的傳熱溫差，要傳遞一定的熱量，勢必要增加傳熱面積，或采用更高的流速，加 上低溫?fù)Q熱器對流動阻力、尺寸與重量的要求，使得低溫?fù)Q熱器的設(shè)計處于錯綜復(fù)雜，相互 矛盾的要求之中。 冷卻器 科技名詞定義 中文名稱： 冷卻器 英文名稱： cooler 定義： 降低壓縮空氣溫度的換熱器。按設(shè)置的位置不同可分為 中間冷卻器， 后 （intercooler） 冷卻器。 （aftercooler） ” 應(yīng)用學(xué)科： 煤炭科技（一級學(xué)科） ； 礦山機械工程 （二級學(xué)科） ；壓氣機械（二級學(xué)科） 以上內(nèi)容由 全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會 審定公布 目錄． 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研

57、資料 簡介 用途 結(jié)構(gòu) 原理 選型 種類 安裝方式 啟用 水垢影響 影響表現(xiàn)1. 預(yù)防影響2. 日常檢查 日常維護 停用 使用注意 排除故障 冷卻水 概述1. 維護2. 展開 簡介 用途 結(jié)構(gòu) 原理 選型 種類 安裝方式 啟用 水垢影響 影響表現(xiàn)1. 預(yù)防影響2. 日常檢查 日常維護 停用 使用注意 排除故障 冷卻水 概述1. 維護 2.展開 編輯本段簡介 ；apparatus coolingcoole優(yōu)的一類用通常用水或空氣以除 間壁式冷卻器、噴淋式冷卻器、夾套式冷卻器和蛇管式冷卻器等。廣泛用于大

58、功率硅整流 感應(yīng)中頻等大電器設(shè)備配套作為冷卻保護付機的純水、水風(fēng)、油水、油風(fēng)冷 裝 如江蘇豐磊換熱設(shè)備有限公司便是此類產(chǎn)品國內(nèi)資深的生產(chǎn)廠家 冷卻以間壁式、混合式、蓄熱式交換器為主要對象，冷卻器的工作原理、傳熱計算 計、流動阻力計算和設(shè)計程序， 熱交換一書中均有較多插圖和詳盡的例題 [1 編輯本用 濾水器為反沖洗式結(jié)構(gòu)，也工業(yè)濾水，分手動濾水器和電動濾水器兩種，適用管 的電站、化工、印染、造紙等各種行業(yè)的供用 管上，過濾水中大 2mm DN50-500mm 以上的雜物，本濾水器具有如下優(yōu)點 外型尺寸小，便于現(xiàn)場的布置和安裝 1濾水進(jìn)、出水口結(jié)構(gòu)為上下分體式， 不僅避免水壓直接沖

59、 擊濾也改變了傳統(tǒng)濾網(wǎng)過 2時因雜物遠(yuǎn)離排污排污時需對幾個過濾室逐一清往往會造成卡堵現(xiàn) 象網(wǎng)板材質(zhì)及結(jié)構(gòu)最大限度提高水流的過流面積，有效減少濾網(wǎng)水阻，保證運行可靠不 3 生卡、堵、塞現(xiàn)大大延長了濾網(wǎng)濾網(wǎng)采不銹鋼板整體沖壓成形，網(wǎng)芯能承的差壓，而不變形、不 4 150 kPa 2-8mm 壞。具有工作壽命長、耐腐蝕、不生銹、表面光潔、不結(jié)垢的特性電動裝置速度慢 5 運行平穩(wěn)，可進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)沖洗，清污效果強、排污耗水量少 [1 編輯本結(jié) 濾水器主要結(jié)構(gòu)有、轉(zhuǎn)動軸、進(jìn) 水不銹 濾、殼、電動減速 轉(zhuǎn)手、排污、排氣口等組成 [1) 編輯本 原 手動工作過 濾水 接入管道系統(tǒng)后， 水由

60、下部進(jìn)水口進(jìn)入濾水器， 當(dāng)水中雜質(zhì)通過網(wǎng)時， 由于體積 大于網(wǎng)芯孔，而衩截留在網(wǎng)芯上，當(dāng)聚積到一定數(shù)量時，即造成進(jìn)出水口產(chǎn) 一定壓差值(濾網(wǎng)精度直徑不同壓差不一般，手動打開排污閥門，排污 0.15Mp 始，轉(zhuǎn)動手柄， 旋轉(zhuǎn)方向分正反時針旋轉(zhuǎn)均可，秒轉(zhuǎn)動一格，手柄指向每一 10--30 凹部固定，直至旋轉(zhuǎn)一圈，關(guān)閉排污閥，手動排污完成。 [1] 編輯本段 選型 、壓差排污當(dāng)雜質(zhì)聚積到一定數(shù)量時，利用冷卻水進(jìn)出水管之間差壓信號來反沖洗排污， 1: 即 電接點壓力表 接通控制信號，控制機構(gòu)打開電動排污閥，電動減速機將以每分鐘轉(zhuǎn)的 3-6 轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)經(jīng)由排污 管路 和排污閥門排入冷卻水出

61、水管中，清排一次約分鐘左右。當(dāng)出 5-10 ,現(xiàn) 大的雜物，濾網(wǎng)不能運行到位時，電動裝置應(yīng)作反方向運行，沖洗雜物。 、用戶如需要可設(shè)置排污時間性，在小時內(nèi)設(shè)定清洗排污時間一般設(shè)置為個小 12 2 0-99 , 時排污一次時間設(shè)定可以按照電廠水質(zhì)的情況而做相應(yīng)調(diào)整。即設(shè)定時間啟動電動減速機 , 進(jìn)行反轉(zhuǎn)使排污閥打開，依次進(jìn)行反轉(zhuǎn)反沖洗排污。直至全部腔室反沖完畢，電動裝置停 工作，電動反沖閥和電動排污閥關(guān)閉，排污工作全部結(jié)束 [1 編輯本 種 第一種液壓機冷卻器列管式，有雙重管式、立式、臥式、浮頭式等多種。這種類型的特點 用作冷卻的水從管內(nèi)部流過，而油則從列管的間隔中流過，中間設(shè)置

62、的折板讓油折流，它 使用的雙城甚至四程流動方式讓它的冷卻效果更加強烈 第二種波紋板式也分為人字和斜波紋式等，利用波紋構(gòu)造排列的接觸點，讓流體在流速并 高的情況下形成紊流，大幅度的提升了散熱的效果 第三種的風(fēng)冷式液壓機冷卻器一樣分為間接式、固定式和懸掛式等等多種。它的特點也有 多，它簡單的結(jié)構(gòu)、小體積小重量和使用方便等都是它的優(yōu)勢所在 [2 編輯本 安裝方 冷卻器安裝方式分為立式冷油器和臥式冷油器立式冷卻具有所需安裝面積小、安裝方 等特點。臥式冷油器具有壓降較小、抗水沖擊性強等特點，因此根據(jù)不同的場地、空間高度 使用性能等要求正確選用立式或臥式冷油器，能更好地滿足發(fā)電機組及其它

63、設(shè)備的需要 [1 學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng) 提供考研資料 冷卻器 編輯本段啟用 冷卻器打壓試驗合格后，方可投用，啟用前排盡內(nèi)部存水。 （1）檢查各倒淋、放空閥是否靈活好 用及開關(guān)位置，壓力表、溫度計是否全部裝好。 （2）檢查基礎(chǔ)、支座是否牢固，各部螺栓是否滿 扣、緊固。（3）投用時，先投冷流，后投熱流。 （4）在投用冷介質(zhì)或熱介質(zhì)時，首先要保證副線 暢通，再緩慢開出口閥，檢查無問題后開入 （5） 口閥，一定要緩慢開，防止憋壓。投用 過 程要注意觀察設(shè)備變化情況。冷卻器投用后，隨 著溫度壓力的變化，可能會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，應(yīng)及時進(jìn)行檢查。 [1] 編輯本段水垢影響 鎂離子和酸式碳酸鹽。有

64、碳酸鹽的生成。另外，形成鐵銹。由于銹垢的產(chǎn)生，換熱效果下降。 使換熱效果失去作用。節(jié)約能源、延長設(shè)備的使用壽命 [1 影響表 壓縮機組的影響：由 冷卻質(zhì)差，在冷卻器中形成的污垢熱阻大，使冷卻器不能正 （1運行，導(dǎo)致 了壓縮機中每一級的進(jìn)口、出口參數(shù)偏離，影響了級與級之間的匹配性能，降 壓縮的效率，減少了加工氣量，增加了機組的能耗，使機組的整體性能下降。最終使 分裝置的產(chǎn)量下降，能耗增加，運行周期縮短和變工況調(diào)節(jié)范圍縮小 冷凍的影響：冷卻水形成的污垢熱阻大，使冷凍機中 冷凝不能正常運行。冷媒（2冷凝壓力、溫 度升高，使冷凍機的制冷量下降，導(dǎo)致空氣出空冷塔進(jìn)分子篩純化器的溫度 高

65、，降低 分子的吸附能力，這也將使空分裝置的運行周期縮短 對預(yù)冷系統(tǒng)的影響：對于空氣預(yù)冷系統(tǒng)，當(dāng)水質(zhì)較差時，在空氣冷卻塔內(nèi)的部件上（如（3）篩板、 填料），也要形成污垢，從而降低了冷卻塔的換熱效率，使空氣溫度升高，也要影響 分子篩的吸附能力，導(dǎo)致空分裝置的運行周期縮短。 預(yù)防影響 預(yù)防冷卻器水垢的產(chǎn)生應(yīng)該從源頭上實施控制，可最大限度的保證系統(tǒng)的良好運行，減少損 失，如安裝（奧瑞沃）自動自清潔水過濾器。另外，也可以使用 電子除垢儀，如德科樂電 電子除垢儀單程冷卻塔 -- 子除垢儀，它的原理是利用綜合電波改變水里的鈣、鎂等離子的物理結(jié)構(gòu)，變成不溶于水的 新結(jié)晶體，它們會懸浮于水里，不會

66、粘附于管壁上，防止水垢形成。由于鈣鎂等離子從水中 析出，水便回復(fù)于高溶解狀態(tài)，水本身為高溶解度液體，但會因吸收其它物質(zhì)而致飽和，當(dāng) 回復(fù)為高溶解狀態(tài)的水流經(jīng)有水垢的管道，便能把水垢溶解并吸收，并于排水時排走，因此 該產(chǎn)品除具有防止水垢形成外，還能有效清除老垢 [1 編輯本日常檢 冷卻器投用操作人員應(yīng)定期對換熱器進(jìn)行巡回檢判斷其是否運行正常檢查工藝參數(shù)，嚴(yán)禁超溫、 超壓運行（1 列管式冷卻器 檢查隔槽、大鍋、接口 法蘭有無泄漏。（2）檢查基礎(chǔ)支座的穩(wěn)固情況。 （3）檢查冷卻器及管線的 振動情況。（4）定時查看油品顏色及換熱后的溫度變化。 [1] （5） 編輯本段日常維護 冷卻器因冷卻水大多數(shù)含有鈣、 鎂離子和酸式碳酸鹽。當(dāng)冷卻水流經(jīng)金屬表面時，有 的生成。另外，溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕，形成鐵銹。由于銹垢的產(chǎn)生，換熱 效果下降。嚴(yán)重時不得不在殼體外噴淋冷卻水，結(jié)垢嚴(yán)重時會堵塞管子，使換熱效果失去作 用。研究的數(shù)據(jù)顯示水垢沉積物對熱傳輸?shù)膿p失影響巨大，隨著沉積物的增加會造成能源費 用的加大，節(jié)約能源、延長設(shè)備的使用壽命，同時節(jié)約生產(chǎn)時