沈陽換熱器廠家

熱交換器概述

換熱器（HeatExchanger），它是一種將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備。它是一種節能設備，在兩種或兩種以上不同溫度的流體之間實現物料之間的熱量傳遞，使熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，使流體溫度達到工藝流程規定的指標，滿足工藝條件的需要。它也是提高能源利用率的主要設備之一，也被稱為熱交換器。

熱交換器是石化生產中重要的單元設備之一，據統計，熱交換器的噸位約占整個工藝設備的20%，有些甚至高達30%，可想而知其重要性不言而喻。

2.應用領域

熱交換器應用廣泛，如暖氣散熱器、冰箱蒸發器、汽輪機裝置中的冷凝器、石化裝置過程中的各種熱交換器、航天火箭上的油冷卻器等。，所有這些都是熱交換器。它還廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、船舶、集中供熱、制冷空調、機械、食品、制藥等許多工業生產中。它可以作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和石化工業生產中的再沸騰器。隨著時代的進步和科技的不斷發展，熱交換器在我們的生產價值和生產中越來越突出。

在工業生產中，熱交換器常用于加熱低溫流體或冷卻高溫流體，將液體蒸發成蒸汽或將蒸汽冷凝成液體。熱交換器可以是一種單元設備，如加熱器、冷卻器和冷凝器；也是一種工藝設備的組成部分，比如氨合成塔中的熱交換器。

據相關統計，我國換熱器行業年均增速約為10-15%，換熱器行業市場規模約為769億元(截至2015年)，石化行業仍是換熱器行業的市場(約占30%)，其次是電力冶金領域(約占16%)，其次是船舶行業(約占8%)、機械行業(約占8%)、集中供熱行業和食品行業。此外，航天飛機、半導體器件、核電常規島核島、風力發電機組、太陽能光伏發電、多晶硅生產等領域需要大量的專業換熱器，約占20%。

發展換熱器

由于制造工藝和科學水平的限制，早期的熱交換器只能采用簡單的結構，傳熱面積小、體積大、重，如蛇管式熱交換器。隨著制造工藝的發展，管殼式熱交換器逐漸形成。它不僅具有較大的單位體積傳熱面積，而且具有良好的傳熱效果。長期以來，它已經成為工業生產中典型的熱交換器。

20世紀20年代出現了板式熱交換器，應用于食品工業。由板代管制成的熱交換器結構緊湊，傳熱效果好，因此相繼發展成多種形式。20世紀30年代初，瑞典制造螺旋板熱交換器。隨后，英國通過釬焊制造了一種由銅及其合金材料制成的板翅熱交換器，用于飛機發動機的散熱。20世紀30年代末，瑞典在紙漿廠制造了板殼熱交換器。在此期間，為了解決強腐蝕性介質的熱交換問題，人們開始關注新材料制成的熱交換器。

20世紀60年代左右，由于空間技術和科學的快速發展，迫切需要各種高效緊湊的熱交換器。隨著沖壓、釬焊和密封技術的發展，熱交換器的制造工藝進一步完善，促進了緊湊型板式熱交換器的蓬勃發展和廣泛應用。此外，自20世紀60年代以來，為了滿足高溫高壓條件下的熱交換和節能需求，典型的管殼熱交換器得到了進一步的發展。

20世紀70年代中期，為加強傳熱，在熱管研發的基礎上，又開發了熱管換熱器。

20世紀80年代以后，大量強化傳熱元件被推向市場，如折流桿換熱器、新結構高效換熱器、高效重沸器、高效冷凝器、雙殼程換熱器、板殼換熱器、表面蒸發式空冷器等高效換熱器。

進入21世紀后，工業設備中大量強化傳熱技術的應用，世界換熱器行業技術水平迅速提高，板式換熱器日益崛起。

換熱器換熱原理

熱量從高溫物體傳遞給低溫物體稱為傳熱。傳熱有三種方式:傳導、對流和輻射。在熱交換設備中，熱交換主要通過傳導和對流進行。熱流體(t1)首先通過對流傳熱將熱量Q傳遞給管(板)壁的一側(t2)，然后通過傳熱將熱量傳遞給管(板)壁(t3)。最后，管(板)壁的另一側通過對流傳熱將熱量傳遞給冷流體(t4)。

熱交換器中流體的相對流向一般有兩種:順流和逆流。在冷熱流體進出口溫度一定的情況下，當兩種流體沒有相變時，逆流的平均溫差大，順流最小。

順流時，入口處兩個流體的溫差大，沿傳熱表面逐漸減小，出口處溫差最小。逆流時，兩個流體沿傳熱表面的溫差分布均勻。在完成相同傳熱的情況下，逆流可以增加平均溫差，減少換熱器的傳熱面積；如果傳熱面積不變，加熱或冷卻流體的消耗可以通過逆流減少。前者可以節省設備成本，后者可以節省運營成本，所以在設計或生產中應盡可能采用逆流換熱。

當冷熱流體或其中一種有物相變化(沸騰或冷凝)時，流體本身的溫度沒有變化，因為相變時只釋放或吸收蒸汽潛熱，所以流體的進出口溫度是相等的。此時，兩個流體的溫差與流體的流向選擇無關。除了順流和逆流，還有錯流和折流。

在傳熱過程中，為了提高傳熱系數，減少間壁式換熱器中的熱阻是一個重要問題。熱阻主要來自粘在傳熱面兩側的流體薄層(稱為邊界層)，以及使用換熱器時壁兩側形成的污垢層。金屬壁的熱阻相對較小。

增加流體的流速和干擾，可以減少邊界層，降低熱阻，提高給熱系數。但是，增加流體流速會增加能耗，因此在設計中應合理協調減少熱阻和能耗。為了降低污垢的熱阻，我們可以嘗試延緩污垢的形成，并定期清潔傳熱面。

熱交換器的分類

熱交換器應用廣泛，適用于不同介質、不同工況、不同溫度、不同壓力的熱交換器。它的結構類型也很不一樣，通常根據傳熱原理或用途在行業內進行分類。

5.1 按照傳熱原理進行分類

5.1.1 壁式換熱器

間壁式換熱器是兩種冷熱溫度不同的流體，在一個固體墻面分離的空間內流動。它們是目前應用廣泛的換熱器，通過壁面的導熱和流體在壁面上對流，在兩種流體之間進行換熱。

根據傳熱面的形狀和結構特點，它又可以分為：

管式換熱器：如套管式、螺旋式、管殼式、熱管式等；

板式換熱器：如板式、螺旋板式、板殼式等；

擴展式表面換熱器：如板翅式、管翅式、強化式傳熱管等。

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5.1.2 直接接觸式換熱器

又稱混合換熱器，是利用冷熱流體直接接觸，相互混合進行熱交換的設備。結構簡單，價格低廉，經常做成塔狀，但只適用于允許兩種流體在工藝上混合的場合。

比如冷水塔，氣體冷凝器等等。

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