第8章换热设备.ppt

组成：由两块平行的金属板卷成螺旋形，构成两个螺旋通道，两端用盖板封堵。冷热两种流体分别在两个螺旋通道中流动。 特点：结构紧凑，占地面积小，流动阻力较小，造价低 缺点：清洗检修困难，承压能力低。 螺旋板式换热器： 8.2.3 快速式换热器 快速式换热器的特点： 层流加热 ：层叠式加热方式； 紊流加热 ：通过提高热媒和被加热水的流动速度， 来提高热媒对管壁、管壁对被加热水的传热系数，以改善传热效果； 优点：效率高，体积小，安装搬运方便； 缺点：不能贮存热水，水头损失大，在热媒或被加热水压力不稳定时，出水温度波动较大。 适用：用水量大而且比较均匀的热水供应系统或建筑物热水采暖系统。 8.2.4 半即热式换热器 一种带有超前控制，具有少量贮水容积的快速式换热器。 组成： 内衬铜的壳体； 连接在竖管和冷凝水回水管上的多组紫铜盘； 需求积分预测器温度控制组件。 8.2.4 半即热式换热器 冷水从底端盖上的入口接头和孔板进入换热器，并碰击转向器。 孔板使少量冷水进入分流管，转向器则使冷水均匀地进入壳体底部。 热水经上端盖的止回阀后流出换热器。 蒸汽经控制阀后从底端盖上的蒸汽入口进入蒸汽立管，分流到并联的各个盘管，从底端盖上的冷凝水出口流出换热器。 在换热器内，被加热水流动的方向与热水对流方向相同，都是从下向上，因此换热器顶部的水最热。 半即热式换热器构造示意图 8.2.4 半即热式换热器 半即热式水换热器容积较小，水在换热器中停留的时间短。 温控系统由温控阀和感温管组成 分流管下端与冷水进口连接，上端连接在感温管附近。 半即热式换热器构造示意图 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 第8章 换热设备 主要内容 换热设备的功能和分类； 常用换热器的构造和特点； 换热器的适用条件和选型。 第8章 换热设备 8.1 换热设备的功能和分类 换热设备的功能 换热器：工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给其他流体的设备叫换热设备，也叫热交换器。 在水工艺设备中，换热设备主要作为建筑热水供应系统中的各种水加热器，热媒通常为蒸汽或高、低温热水。 在建筑内部热水供应中的换热设备的特点： 换热器中的流体分别为热媒(蒸汽或高温水)和冷水，冷水加热后的温度不高(≤70℃)。 热水从卫生器具中流出使用，不循环使用。 第8章 换热设备 8.1 换热设备的功能和分类 换热设备分类 按贮热容积的大小：容积式，半容积式，半即热式和快速式。容积式贮存的热水量最多，快速式没有贮热容积 按工作原理：间壁式和混合式。固体壁面将热媒和被加热的冷水隔开，通过对流和热传导传递热量的换热设备叫间壁式换热器。热媒和被加热水直接接触，彼此混合进行热量交换和质交换的设备叫混合式换热器。 按换热器的构造：管壳式、板式和螺旋板式。 按换热器的放置：卧式和立式。 按换热管的形式：列管式、固定U形管和浮动盘管式。 按换热管的多少：单管束、双管束和多管束。 第8章 换热设备 8.2 常用换热器的构造和特点 水工艺设备中常用的换热器是： 容积式换热器 半容积式换热器 快速式换热器 半即热式换热器 混合式换热器 8.2.1 容积式换热器 一、传统的容积式换热器 带有贮热容积的间壁式换热设备 具有加热冷水和贮备热水两种功能，又称贮存式换热器 分卧式和立式两种。 主要由壳体（罐体）和换热管组成。 8.2.1 容积式换热器 传统容积式换热器壳体材料为碳素钢A3R ，换热的U形管为碳素无缝钢管或黄铜管H80。 一般工业及民用建筑集中热水供应系统中，广泛采用容积式热交换器，加热冷水、贮备热水、热水用量变化较大的建筑物。 8.2.1 容积式换热器 优点： 具有较大的贮存和调节能力 被加热水通过时压力损失较小 用水点处压力变化平稳 出水水温较为稳定（一般不大于70℃） 对热媒要求不严，供热负荷可安最大时热负荷计算 结构简单，可以承受水压，噪声低 缺点： 加热器中，被加热水流速缓馒，传热系数小，热交换效率低 体积庞大占用过多的建筑空间； 在热媒导管中心线以下约有 30％的贮水容积是低于规定水温的常温水或冷水，贮罐的容积利用率也很低； 水质易受污染，罐体下部变温区和冷水区易导致细菌孳生； 不节能 热损失大，热交换效率低。 冷水区 热水区 变温区 8.2.1 容积式换热器 二、新型卧式容积式换热器 提高换热设备换热效果的关键是提高其传热系数K值。 K值由三部分组成，即换热管束内热媒向管束内壁的放热系数α1，管束内壁向外壁的导热系数λ及管束外壁向被加热水的放热系数α2，其表达式为 8.2.1 容积式换热器 改进措施 减小换热管管径 管径的减小——增大热媒流速和改变流态——提高α1值。 热媒管束管径减小——管壁厚度可相应减小，相应地减小了热阻。 附加导流阻流装置 附加一些导流阻流装置——局部提高其流速