一：板式換熱器工作原理

　　板式換熱器是由許多沖壓有波紋薄板按一定間隔，四周通過(guò)墊片密封，并用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成，板片和墊片的四個(gè)角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時(shí)又合理地將冷熱流體分開，使其分別在每塊板片兩側(cè)的流道中流動(dòng)，通過(guò)板片進(jìn)行熱交換。

　　制冷技術(shù)帖：板式換熱器原理、結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用

　　板式換熱器是用薄金屬板壓制成具有一定波紋形狀的換熱板片，然后疊裝，用夾板、螺栓緊固而成的一種換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)板片進(jìn)行熱量交換。工作流體通過(guò)傳熱板片上的通孔在板片表面進(jìn)行流動(dòng)，在板片波紋的作用下形成激烈的湍流，猶如用筷子攪動(dòng)杯中的熱水，加大了換熱的面積。冷熱介質(zhì)分別在傳熱板片的兩側(cè)流動(dòng)，湍流形成的大量換熱面與板片接觸，通過(guò)板片來(lái)進(jìn)行充分的熱傳遞，達(dá)到最終的換熱效果。

　　二：板式換熱器結(jié)構(gòu)

　　板式換熱器是由一組波紋形的平行金屬板構(gòu)成的，在板片的4個(gè)拐角處都有通道孔，板被夾緊在一個(gè)側(cè)面附有連接管的固定板和活動(dòng)壓緊板的框架中，并用夾緊螺栓加以?shī)A緊。這些連接管同板上的通道孔對(duì)中，并與熱交換的兩種液體的外部管路相連，傳熱板和活動(dòng)壓緊板懸掛在頂部承載梁的下面并由底部橫梁使其對(duì)準(zhǔn)定位。傳熱板片、密封墊片、壓緊板、導(dǎo)軌以及夾緊螺栓是板式換熱器的主要部件組成。

　　1)傳熱板片：主要起換熱作用的元件，一般波紋做成人字形，按照流體介質(zhì)的不同，傳熱板片的材質(zhì)也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成。2)兩端壓板：兩個(gè)主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質(zhì)不泄漏。3)密封墊片：主要是在熱熱板片之間起密封作用。板式換熱器的泄漏多是因?yàn)槊芊鈮|片錯(cuò)位或者老化引起的。4)夾緊螺栓：主要的夾緊封頭和換熱板片的作用。夾緊螺栓的預(yù)扣,一般是通扣螺紋，預(yù)緊螺栓時(shí)，一定用力矩扳手，使固定板片的力矩均勻。

　　三：板式換熱器的基本分類

　　一般情況下，我們主要根據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)區(qū)分板式換熱器，也就是根據(jù)外形來(lái)區(qū)分，可分為四大類：

　?、倏刹鹦栋迨綋Q熱器(又叫帶密封墊片的板式換熱器)②焊接板式換熱器③螺旋板式換熱器④板卷式換熱器(又叫蜂窩式換熱器)

　　其中，焊接板式換熱器又分為：半焊接板式換熱器、全焊接板式換熱器、板殼式換熱器、釬焊板式換熱器。

　　也有人將板式換熱器分成螺旋板式換熱器、平板式換熱器、板翅式換熱器三種。

　　1、螺旋板換熱器

　　由兩張保持一定間距的平行金屬板卷制而成，冷、熱流體分別在金屬板兩側(cè)的螺旋形通道內(nèi)流動(dòng)。這種換熱器的傳熱系數(shù)高(約比管殼式換熱器高1～4倍)，平均溫度差大(因冷、熱流體可作完全的逆流流動(dòng))，流動(dòng)阻力小，不易結(jié)垢;但維修困難。使用壓力不超過(guò)2MPa。

　　2、平板式換熱器

　　由一定形狀的波紋薄板和密封墊片交互疊合，并用框架夾緊組裝而成。冷、熱流體分別在波紋板兩側(cè)的流道中流過(guò)，經(jīng)板片進(jìn)行換熱。波紋板通常由厚度為0.5～3mm的不銹鋼、鋁、鈦、鉬等薄板沖制而成。平板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是傳熱系數(shù)高(約比管殼式換熱器高2～4倍)，容易拆洗，并可增減板片數(shù)以調(diào)整傳熱面積。操作壓力通常不超過(guò)2MPa，操作溫度不超過(guò)250℃。

　　3、板翅式換熱器

　　由封閉在帶有冷、熱流體進(jìn)出口的集流箱中的換熱板束構(gòu)成。板束由平板和波紋翅片交互疊合，釬焊固定而成。冷、熱流體流經(jīng)平板兩側(cè)換熱，翅片增加了傳熱面積，又促進(jìn)了流體的湍動(dòng)，并對(duì)設(shè)備有增強(qiáng)作用。

　　四：板式換熱器優(yōu)缺點(diǎn)

　　板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)：

　　1、板式換熱器傳熱系數(shù)高

　　波紋表面板片主要有三種。突起狀板、渡紋板和人字型板，在供熱領(lǐng)域人字型采用最多。在低流速即0.15～0.85m/s下就能激發(fā)湍流流動(dòng)狀態(tài)，而且在板片兩側(cè)傳熱系數(shù)很高，由數(shù)據(jù)表明，板式換熱器傳熱系數(shù)是列管式的2～4倍，而此時(shí)壓降相近。

　　2、板式換熱器污垢熱阻小

　　板式換熱器的板材一般采用不銹鋼板或鈦板等合金鋼板，一般板厚儀為0.8～0.9mm，由于板壁薄，使板壁的熱阻減小。當(dāng)然也跟板壁發(fā)生強(qiáng)烈的湍流有關(guān)，致使換熱器表面污垢熱阻小。據(jù)美國(guó)板式換熱器制造協(xié)會(huì)(TEMA)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定t板式換熱器污垢熱阻，當(dāng)用同樣一種介質(zhì)時(shí)，可按列管式換熱器內(nèi)污垢熱阻l/5選取。另具一些文獻(xiàn)介紹，板式換熱器污垢熱阻一般約為0.00012m·℃· htkcal。當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)，介質(zhì)是凝結(jié)水或蒸汽時(shí)，板式換熱器污垢熱阻為0.O0001m·℃·h/kcal，而列管式換熱器污垢熱阻則是0.0001，兩者之倒是1：10。

　　3、板式換熱器污垢較輕

　　這是因?yàn)榘彘g具有較高的端流，致使污混雜物懸浮，這時(shí)板作為傳熱面很光滑，即便污垢沉積掛于板上，因無(wú)死角，板材表面不易腐蝕，這時(shí)湍流有助于自身洗滌，沖刷附著板上的污垢，起剝離作用。同時(shí)板間流動(dòng)，空間小，使介質(zhì)滯留量少，所以清洗起來(lái)簡(jiǎn)單方便。

　　4、板式體積小，因此向周圍環(huán)境散失的熱量也較少

　　據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，一般只有列管熱損失1/5左右。同時(shí)板式占地面積小，僅為列管式換熱器的1/5～1/10，加上列管式換熱器抽芯管檢修、檢查等，這個(gè)數(shù)就更小，重量輕，在帶相同的熱負(fù)荷時(shí).板式重量只是列管式的1/4左右，這樣相應(yīng)地給檢查清洗、保養(yǎng)都帶來(lái)方便條件。

　　5、泄露時(shí)容易發(fā)現(xiàn)

　　在板式換熱器發(fā)生泄漏對(duì)，板式換熱器內(nèi)的介質(zhì)是泄漏在外表面，不是像列管換熱器那樣，發(fā)生于一次永與二次水互串，并在一般狀況下不易發(fā)覺(jué)。

　　6、操作方便

　　板式換熱器的起動(dòng)和停止運(yùn)行所需要的時(shí)間短，操作方便，受到操作管理人員的歡迎。

　　7、組裝靈活

　　根據(jù)不同的負(fù)荷，可把一個(gè)流通的板片數(shù)和程數(shù)相結(jié)合起來(lái)，所以板式組裝靈活。如果采用中間連接板或中間隔板，可一個(gè)臺(tái)架上裝幾個(gè)換熱器，運(yùn)行不同的負(fù)荷，這樣可以減少系統(tǒng)中管線、閥門配件等設(shè)備，對(duì)降低工程造價(jià)，減少占地面積都有益處。

　　板式換熱器的缺點(diǎn)

　　1 ：工作壓力在 2.5MPa以下

　　板式換熱器是靠墊片進(jìn)行密封的，密封的周邊很長(zhǎng)，而且角孔的兩道密封處的支撐情況較差，墊片得不到足夠的壓緊力，所以目前板式換熱器的最高工作壓力僅為2.5MPa;單板面積在1㎡以上時(shí)，其工作壓力往往低于2.5MPa。

　　2 ：工作溫度在 250 ℃以下

　　板式換熱器的工作溫度決定于密封墊片能承受的溫度。用橡膠類彈性墊片時(shí)，最高工作溫度在 200 ℃以下;用壓縮石棉絨墊片(Caf)時(shí)，最高工作溫度為250- 260 ℃。

　　3 ：不適用于易堵塞通道的介質(zhì)的換熱

　　板式換熱器的板間通道很窄，一般為 3-5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)中含有較大的固體顆粒或纖維物質(zhì)，就容易堵塞板間通道。對(duì)這種換熱場(chǎng)合，應(yīng)考慮在入口安裝過(guò)濾裝置，或采用再生冷卻系統(tǒng)。

　　五：板式換熱器的應(yīng)用

　　1.制冷：用作冷凝器和蒸發(fā)器。

　　2.暖通空調(diào)：配合鍋爐使用的中間換熱器、高層建筑中間換熱器等。3.化學(xué)工業(yè)：純堿工業(yè)，合成氨，酒精發(fā)酵，樹脂合成冷卻等。4.冶金工業(yè)：鋁酸鹽母液加熱或冷卻，煉鋼工藝?yán)鋮s等。5. 機(jī)械工業(yè)：各種淬火液冷卻，減速器潤(rùn)滑油冷卻等。6.電力工業(yè)：高壓變壓器油冷卻，發(fā)電機(jī)軸承油冷卻等。7.造紙工業(yè)：漂白工藝熱回收，加熱洗漿液等。8.紡織工業(yè)：粘膠絲堿水溶液冷卻，沸騰硝化纖維冷卻等。9.食品工業(yè)：果汁滅菌冷卻，動(dòng)植物油加熱冷卻等。10.油脂工藝：皂基常壓干燥，加熱或冷卻各種工藝用液。11.集中供熱：熱電廠廢熱區(qū)域供暖，加熱洗澡用水。12.其他：石油、醫(yī)藥、船舶、海水淡化、地?zé)崂?、太?yáng)能利用。