工作原理
- 热传导:恒温热水板式换热器主要基于间壁式传热原理,利用金属板片良好的导热性能,使热水和另一种流体(热媒或冷水)在板片两侧流动,热量通过板片从高温流体传递到低温流体12。
- 对流换热:板片带有波纹形状,使流体在板片间流动时形成强烈湍流,增强了流体与板片之间的对流换热,提高热交换效率。
- 恒温控制:通过温度传感器实时监测热水温度,将信号反馈给控制系统,控制系统根据设定温度与实际温度的偏差,自动调节热媒或冷水流量,实现热水温度恒定。
结构组成
- 传热板片:是核心部件,通常由不锈钢、钛等金属薄板冲压成带有波纹形状,如人字形、水平平直波纹等。板片四角设有角孔,用于介质进出,使冷热流体在各自通道内流动。
- 密封垫片:环绕板片周边,起密封作用,防止流体泄漏,同时使板片间保持一定间隙形成流体通道。材质有丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶等2。
- 压紧板:包括固定压紧板和活动压紧板,位于板片组两端,通过夹紧螺栓将板片紧密压紧,保证密封性能和结构稳定性2。
- 夹紧螺栓:用于紧固压紧板和板片组,使板片紧密贴合,确保密封和传热效率2。
- 支架:为换热器提供支撑,使其稳固安装在工作场所。
特点
- 优点高效节能:传热系数高,比管壳式换热器高 3-5 倍,能有效传递热量,降低能源消耗。结构紧凑:单位体积内换热面积大,是管壳式的 2-5 倍,占地面积仅为其 1/5-1/8,节省空间。清洗维护便捷:可松动压紧螺栓,卸下板片进行机械或化学清洗,便于清除污垢,保证长期稳定运行1。灵活性高:可增减板片数量改变换热面积,也可通过改变板片排列或更换板片调整流程组合,适应不同工况。热损失小:只有传热板的外壳板暴露在大气中,散热损失可忽略,通常无需额外保温措施。
- 缺点容量受限:一般容量约为管壳式换热器的 10%-20%,大规模热水供应系统可能需多个并联。压力损失大:传热面间隙小且有凹凸,流体流动压力损失比光滑管大。工作条件受限:采用密封垫密封,介质温度一般低于 250℃,工作压力也不宜过大,否则影响密封性能。易堵塞:板片间通道窄,一般 2-5mm,热水含较大颗粒或纤维物质时,易堵塞通道,影响换热和系统运行。
应用领域
- 暖通空调领域:用于集中供暖系统,将热源热水热量传递给供暖水;在空调系统中,配合冷水机组或热泵进行热量交换,调节室内温度。
- 生活热水供应:广泛应用于酒店、医院、学校等场所,将市政热水或太阳能热水与冷水换热,提供恒温生活热水。
- 工业生产过程:在化工、制药、食品饮料等行业,用于工艺过程中的加热、冷却或恒温控制,如反应釜温度控制、物料预热或冷却。