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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。按結(jié)構(gòu)可分為管殼式換熱器和板式換熱器。管殼式換熱器又分為浮動盤管式換熱器、列管式換熱器、U型管換熱器等。下圖為各類換熱器的主要零部件結(jié)構(gòu)圖:
浮動盤管式換熱器
熱媒(高溫水/蒸汽)進入盤管后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),誘發(fā)盤管振動,破壞層流狀態(tài),從而提高換熱能力。例如容積式換熱器,即熱式換熱器等都為浮動盤管結(jié)構(gòu)。可廣泛適用于賓館、飯店、機關(guān)、空調(diào)和熱水供應(yīng)等系統(tǒng)。
優(yōu)點:可通過管子的膨脹,自動脫垢,因而長期使用換熱能力不下降,效果良好。
浮動盤管容積式換熱器既具有浮動盤管換熱的優(yōu)點,又兼有容積大,蓄存一定量的熱水,有調(diào)節(jié)余地的長處,適用于負荷波動較大或短時間高峰的熱水供應(yīng)系統(tǒng),具有特性如下:
1、 由于傳熱管的布置方式為浮動管束,在正常加熱運行中,浮動管的振動使層流換熱變?yōu)槲闪鲹Q熱,傳熱系數(shù)倍增,而且利用熱脹冷縮的原理能自動脫垢,保證了高的傳熱效能。
2、 由于有一定的調(diào)節(jié)容積,供水平穩(wěn),適用性強,能滿足高峰用水的要求。
3、 比老式的容積式換熱器,節(jié)約鋼材25%左右,能降低設(shè)備成本,能節(jié)約工程造價。
4、 無論汽水換熱或水水換熱,熱源排水溫度低,熱能利用充分,尤其汽水換熱器冷凝水溫度低,凝水管可不裝設(shè)疏水器。
結(jié)構(gòu)
U型管式換熱器的主要結(jié)構(gòu)包括管箱、筒體、封頭、換熱管、接管、折流板、防沖板和導(dǎo)流筒、防短路結(jié)構(gòu)、支座及管殼程的其他附件等。 [1]
換熱管
1、普通換熱管
用于傳熱的換熱管通常采用較冷拔換熱管和普通級冷拔換熱管,前者適用于無相變的傳熱和易振動場合,后者適用于重沸、冷凝傳熱和無振動的一般場合。
換熱管的形式多種多樣,光滑管是傳統(tǒng)的形式,因它具有制造容易、單位長度成本低等優(yōu)點,在當(dāng)前應(yīng)用中為普遍。管子應(yīng)能承受一定的溫差與應(yīng)力,當(dāng)管程和殼程流體具有腐蝕性時,管子還應(yīng)具備抗腐蝕能力。
換熱管的長度推薦采用以下系列:1.0m,1.5m,2.0m,2.5m,3.0m,4.5m,6.0m,7.5m,9.0m,12.0m。對于一定的換熱面積,較長的換熱管是比較經(jīng)濟的,所以工程上的換熱器大致是細長形的結(jié)構(gòu)。兼有即熱式加熱復(fù)原能力強的特點,同時保證穩(wěn)定的水溫控制,避免復(fù)雜的安裝及設(shè)備占用的龐大空間,愈來愈成為民用、商業(yè)、事業(yè)性及多用途大廈的優(yōu)先選擇換熱器。但換熱管過長,將不利于換熱器的安裝與維護。
管子的材料來源很廣,有碳鋼、不銹鋼、鋁、銅、黃銅及其合金、銅鎳合金、鎳、欽、石墨、玻璃等及其他特殊材料。換熱管除采用單一材料制造外,為滿足生產(chǎn)要求,也常采用復(fù)合管。 [2]
浮動盤管換熱器
換熱管為了同時擴大管內(nèi)、外的有效傳熱面積或強化傳熱,地提高管程的傳熱系數(shù),將換熱管的內(nèi)外表面軋制成各種不同的表面形狀,或在管內(nèi)插入擾流元件,使管內(nèi)、外流體同時產(chǎn)生湍流,提高換熱管的性能,現(xiàn)已開發(fā)出多種換熱管。根據(jù)換熱管形狀和強化傳熱機理,可劃分為表面粗糙管、翅片管、自支撐管、內(nèi)插件管等類型。管程采用程,流程較長,流速較高,傳熱性能較好,承壓能力強,管束可從殼體內(nèi)抽出,便于檢修和清洗,且結(jié)構(gòu)簡單,造價便宜。多數(shù)換熱管在管內(nèi)和管外同時都具有強化傳熱作用。根據(jù)不同工況,采用換熱管與新型管束支撐物的不同組合,可達到比較理想的傳熱效果。