讓我們來了解一下板式換熱器的基本結(jié)構(gòu)。
板式換熱器是由一組波紋金屬板組成,板上有四個角孔,供傳熱的兩種流體通過。金屬板片安裝在一個側(cè)面有固定板和活動板的框架內(nèi),并用夾緊螺栓夾緊。板片上裝有密封墊片,將流體通道密封,并且引導流體交替地流至各自的通道內(nèi),形成熱交換。流體的流量、物理性質(zhì)、壓力降和溫度差決定了板片的數(shù)量和尺寸。波紋板不僅提高了湍流程度,并且形成許多支撐點,足以承受介質(zhì)間的壓力差。金屬板和活動壓緊板懸掛在上導桿,并由下導桿定位,而桿端則固定在支撐柱上。
由此可見,板式換熱器的結(jié)構(gòu)非常緊湊,冷熱介質(zhì)在厚度只有0.5~0.7mm的金屬波紋板的兩側(cè)一般都是逆流通過,板間通道橫截面多變、曲折,有效地使流體產(chǎn)生湍流,從而降低了液膜的熱阻;同時采用這么薄的金屬板做成板片,降低了壁面的熱阻,因污垢很薄,故其熱阻也非常小,同時還不會出現(xiàn)像殼管式換熱器那樣的旁通流,因此傳熱系數(shù)通常是殼管式的3~5倍。另外在設(shè)計流道時,一般是冷介質(zhì)在外側(cè),熱介質(zhì)在內(nèi)側(cè),保證了熱介質(zhì)放出的熱量被冷介質(zhì)所吸收。
事實上,我們的設(shè)計時也是這么考慮的,換熱量=熱介質(zhì)放出的熱量=冷介質(zhì)吸收的熱量,只不過考慮到使用一段時間后,板片表面可能會結(jié)垢,所以會考慮一定的設(shè)計余量來彌補。
我想很多客戶是把換熱效率和傳熱系數(shù)混為一談了,換熱量(Q)=傳熱面積(A)×傳熱系數(shù)(K)×對數(shù)平均溫差(Δt),當兩側(cè)介質(zhì)的類型、進出口溫度和流量確定后,換熱量核對數(shù)平均溫差是可以計算出來的,要確定傳熱面積就是計算出傳熱系數(shù)。由此可見,當以上參數(shù)確定后換熱面積和傳熱系數(shù)是成反比的,傳熱系數(shù)越大,換熱面積就越小,自然換熱器的價格也就越低,這才應該是客戶真正關(guān)心的。但是傳熱系數(shù)的影響因素很多,計算極為復雜。對于同一臺換熱器來說,不同的換熱介質(zhì)、溫度和流量,傳熱系數(shù)也相去甚遠。這個一般都是用專用的軟件才能計算出來的。還有一點需要強調(diào),傳熱系數(shù)也并非越高越好,表面上看,傳熱系數(shù)高,換熱面積小,成本就少啊。但是換熱面積小了,板片數(shù)量自然也少了,也就是說流體通過的通道截面積也小了,同樣的流量要通過,流體在流道內(nèi)的流速就快了,流體阻力自然就高了,這就要求水泵的揚程和功率就上升了,反而增加了能耗,同時對換熱器的壽命也有影響。