第四節(jié)表面式換熱器

1、 第四節(jié)第四節(jié) 用表面式換熱器處理空氣用表面式換熱器處理空氣 第五章第五章 空氣的熱濕處理空氣的熱濕處理Page 2目錄目錄表面式換熱器的分類與特點(diǎn)表面式換熱器的分類與特點(diǎn)表面式換熱器的構(gòu)造表面式換熱器的構(gòu)造表面式換熱器安裝表面式換熱器處理空氣過程強(qiáng)化表面式換熱器的主要途徑新型表面式換熱器Page 3表面換熱器的分類表面換熱器的分類 定義定義： 表面式換熱器包括空氣加熱設(shè)備和空氣冷卻設(shè) 備。它的原理是讓熱媒或冷媒或制冷工質(zhì)流過金屬管 道內(nèi)腔，而要處理的空氣流過金屬管道外 壁進(jìn)行 熱交換來達(dá)到加熱或冷卻空氣的目的。 Page 4 按其傳熱面結(jié)構(gòu)形式分類n 板式又可細(xì)分為螺旋板式、板殼式、波紋板式

2、、板式又可細(xì)分為螺旋板式、板殼式、波紋板式、板翅式板翅式n 管式又可細(xì)分為列管式、套管式、蛇形管式、翅管式又可細(xì)分為列管式、套管式、蛇形管式、翅片管式。目前最常用的是翅片管式表面式空氣換片管式。目前最常用的是翅片管式表面式空氣換熱器。熱器。Page 5n 在空調(diào)系統(tǒng)中，使用表面式換熱器處理空氣是一在空調(diào)系統(tǒng)中，使用表面式換熱器處理空氣是一種廣泛使用的方法。常用的表面式換熱器包括種廣泛使用的方法。常用的表面式換熱器包括空空氣加熱器氣加熱器和和表面式冷卻器（簡(jiǎn)稱表冷器）表面式冷卻器（簡(jiǎn)稱表冷器）兩類。兩類?？諝饧訜崞魇怯每諝饧訜崞魇怯脽崴蛘羝麩崴蛘羝鰺崦降?，而表面式做熱媒的，而表面式冷卻器則

3、以冷卻器則以冷水或制冷劑冷水或制冷劑做冷媒。做冷媒。 空氣加熱器 在表面式換熱器中通入熱水或蒸汽對(duì) 空氣加熱以提高空調(diào)室內(nèi)溫度。 表面冷卻器 在表面式換熱器中通入冷媒水對(duì)空氣進(jìn)行冷卻以降低空調(diào)室內(nèi)溫度。Page 6表面式換熱器特點(diǎn)表面式換熱器特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn) 采用封閉水系統(tǒng)，可省去冷水箱和回水箱，管路簡(jiǎn)單 采用肋片管結(jié)構(gòu)，設(shè)備體積小，所需機(jī)房面積小，安裝方便 處理空氣的總電量消耗低 冷凍水漏損少 水和空氣不相互污染Page 7n缺點(diǎn) 金屬消耗量大，而且一般要消耗較多的有色金屬（如銅，鋁） 處理過程僅有冷卻除濕、干式冷卻或加熱過程，加濕時(shí)需另設(shè)加濕器 無除塵、去味作用Page 8表面式換熱器的構(gòu)造表面

4、式換熱器的構(gòu)造n 光管式：光管式：最早的表面式換熱器是用光管焊制的，最早的表面式換熱器是用光管焊制的，即所謂光管換熱器。光管式表面換熱器構(gòu)造簡(jiǎn)單，即所謂光管換熱器。光管式表面換熱器構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于清掃，空氣阻力小，但其傳熱效率低，巳經(jīng)易于清掃，空氣阻力小，但其傳熱效率低，巳經(jīng)很少應(yīng)用。很少應(yīng)用。n 肋管式：肋管式：為了增強(qiáng)空氣側(cè)換熱，通常在空氣側(cè)加為了增強(qiáng)空氣側(cè)換熱，通常在空氣側(cè)加設(shè)肋片?？諝饧訜崞髋c表面式冷卻器構(gòu)造與型式設(shè)肋片?？諝饧訜崞髋c表面式冷卻器構(gòu)造與型式相似，都是由肋片管組合而成的。為使表面式換相似，都是由肋片管組合而成的。為使表面式換熱器性能穩(wěn)定，應(yīng)保證其加工質(zhì)量，力求使管子熱器性能

5、穩(wěn)定，應(yīng)保證其加工質(zhì)量，力求使管子與肋片間接觸緊密，減小接觸熱阻，并保證長(zhǎng)久與肋片間接觸緊密，減小接觸熱阻，并保證長(zhǎng)久使用后也不會(huì)松動(dòng)。根據(jù)加設(shè)肋片的方法不同，使用后也不會(huì)松動(dòng)。根據(jù)加設(shè)肋片的方法不同，表面式換熱器主要有以下幾種類型：表面式換熱器主要有以下幾種類型： Page 9n （1）繞片式換熱器）繞片式換熱器： 將金屬帶用繞片機(jī)緊緊地將金屬帶用繞片機(jī)緊緊地繞制在管子上制成片管，再用繞片管組成繞片式繞制在管子上制成片管，再用繞片管組成繞片式換熱器。繞片有皺褶，可增加傳熱面積和增強(qiáng)空換熱器。繞片有皺褶，可增加傳熱面積和增強(qiáng)空氣擾動(dòng)；但空氣阻力增加和易積灰。皺褶式繞片氣擾動(dòng)；但空氣阻力增加和易

6、積灰。皺褶式繞片管如圖管如圖3-17a所示所示。Page 10n 串片式換熱器串片式換熱器： 在肋片上事先沖好相應(yīng)的孔，然在肋片上事先沖好相應(yīng)的孔，然后再將肋片與管束串在一起，可以加工成串片管后再將肋片與管束串在一起，可以加工成串片管（圖（圖3-17c）。用這種肋片管可組成串片式換熱器。）。用這種肋片管可組成串片式換熱器。 Page 11n 軋片式換熱器軋片式換熱器： 用軋片機(jī)在光滑的銅管或鋁管外用軋片機(jī)在光滑的銅管或鋁管外表面，直接軋出肋片，可制成軋管（圖表面，直接軋出肋片，可制成軋管（圖3-17d）。）。這種肋片管可以組成軋片和管子是一個(gè)整體，所這種肋片管可以組成軋片和管子是一個(gè)整體，所以

7、傳熱效果更好。以傳熱效果更好。-Page 12n 鑲鑲片式換熱器片式換熱器：將金屬帶繞有螺旋槽管子的槽內(nèi)，將金屬帶繞有螺旋槽管子的槽內(nèi)，再經(jīng)擠壓，使金屬帶緊密地鑲嵌在槽內(nèi)，可制成再經(jīng)擠壓，使金屬帶緊密地鑲嵌在槽內(nèi)，可制成鑲片管。用這種助片管可組成鑲片換熱器鑲片管。用這種助片管可組成鑲片換熱器Page 13表面式換熱器安裝表面式換熱器安裝n 表面式換熱器可以垂直安裝、水平安裝和傾斜安表面式換熱器可以垂直安裝、水平安裝和傾斜安裝裝n 垂直式（肋片亦保持垂直）垂直式（肋片亦保持垂直）n 水平式（用汽時(shí)注意坡度）水平式（用汽時(shí)注意坡度）n 傾斜式（利于緊縮設(shè)備體積）傾斜式（利于緊縮設(shè)備體積） n 換熱

8、器的串并聯(lián)應(yīng)根據(jù)通過空氣量的多少和需要換熱器的串并聯(lián)應(yīng)根據(jù)通過空氣量的多少和需要的換熱量大小來確定的換熱量大小來確定Page 14注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)n 以蒸汽為熱媒的空氣加熱器水平安裝時(shí)應(yīng)有以蒸汽為熱媒的空氣加熱器水平安裝時(shí)應(yīng)有1100的坡度，以利排除凝結(jié)水。的坡度，以利排除凝結(jié)水。n 表面式冷卻器垂直安裝時(shí)必須使肋片處于垂直位表面式冷卻器垂直安裝時(shí)必須使肋片處于垂直位置，否則將因肋片上部積水而增加空氣阻力。置，否則將因肋片上部積水而增加空氣阻力。n 表冷器工作時(shí)表面常有凝結(jié)水產(chǎn)生，所以在它們表冷器工作時(shí)表面常有凝結(jié)水產(chǎn)生，所以在它們下部應(yīng)裝接水盤和排水管。下部應(yīng)裝接水盤和排水管。n 一般是風(fēng)量

9、大時(shí)用采并聯(lián)，需要空氣溫升一般是風(fēng)量大時(shí)用采并聯(lián)，需要空氣溫升(或溫降或溫降)大時(shí)采用串聯(lián)。大時(shí)采用串聯(lián)。Page 15Page 16n 表面式換熱器的冷、熱媒管路也有并聯(lián)與串聯(lián)之表面式換熱器的冷、熱媒管路也有并聯(lián)與串聯(lián)之分分。n 使用蒸汽做熱媒時(shí)，各臺(tái)換熱器的蒸汽管只能并使用蒸汽做熱媒時(shí)，各臺(tái)換熱器的蒸汽管只能并聯(lián)。聯(lián)。n 對(duì)于用水做冷、熱媒的換熱器通常的做法是：對(duì)于用水做冷、熱媒的換熱器通常的做法是：相對(duì)于空氣通路為并聯(lián)的換熱器其冷、熱媒管路相對(duì)于空氣通路為并聯(lián)的換熱器其冷、熱媒管路也應(yīng)并聯(lián)：串聯(lián)的換熱器其冷、熱媒管路也應(yīng)串也應(yīng)并聯(lián)：串聯(lián)的換熱器其冷、熱媒管路也應(yīng)串聯(lián)。聯(lián)。n 為保證換熱器

10、的正常工作，在水管最高點(diǎn)要設(shè)排為保證換熱器的正常工作，在水管最高點(diǎn)要設(shè)排空氣裝置，而在最低點(diǎn)要設(shè)泄水和排污閥門?？諝庋b置，而在最低點(diǎn)要設(shè)泄水和排污閥門。Page 17表面式換熱器處理空氣過程表面式換熱器處理空氣過程n 按照傳熱傳質(zhì)理論，表面式換熱器的熱濕交換是按照傳熱傳質(zhì)理論，表面式換熱器的熱濕交換是在主體空氣與緊貼換熱器外表面的邊界層空氣之在主體空氣與緊貼換熱器外表面的邊界層空氣之間的間的溫差溫差和和水蒸氣分壓力差水蒸氣分壓力差作用下進(jìn)行的。作用下進(jìn)行的。n 根據(jù)主體空氣與邊界層空氣的參數(shù)不同，表面式根據(jù)主體空氣與邊界層空氣的參數(shù)不同，表面式換熱器可以實(shí)現(xiàn)換熱器可以實(shí)現(xiàn)3種空氣處理過程等濕加

11、熱、等濕種空氣處理過程等濕加熱、等濕冷卻和減濕冷卻過程。冷卻和減濕冷卻過程。Page 18n 當(dāng)邊界層空氣溫度高于主體空氣溫度時(shí)，將發(fā)生當(dāng)邊界層空氣溫度高于主體空氣溫度時(shí)，將發(fā)生等濕加熱過程；等濕加熱過程；n 當(dāng)邊界層空氣溫度雖低于主體空氣溫度，但尚高當(dāng)邊界層空氣溫度雖低于主體空氣溫度，但尚高于其露點(diǎn)溫度時(shí)將發(fā)生等濕冷卻過程或稱干冷過于其露點(diǎn)溫度時(shí)將發(fā)生等濕冷卻過程或稱干冷過程。由于等濕加熱和冷卻過程中，主體空氣和邊程。由于等濕加熱和冷卻過程中，主體空氣和邊界層空氣之間只有溫差，并無水蒸汽分壓力差，界層空氣之間只有溫差，并無水蒸汽分壓力差，所以只有顯熱交換所以只有顯熱交換。n 當(dāng)邊界層空氣溫度

12、低于主體空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)當(dāng)邊界層空氣溫度低于主體空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，將發(fā)生減濕冷卻過程或稱濕冷過程將發(fā)生減濕冷卻過程或稱濕冷過程(濕工況濕工況)。通通過換熱器表面不但有顯熱交換，也有伴隨濕交換過換熱器表面不但有顯熱交換，也有伴隨濕交換的潛熱交換的潛熱交換Page 19強(qiáng)化表面式換熱器的主要途徑強(qiáng)化表面式換熱器的主要途徑n 優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，增大傳熱面積，減小接觸熱阻優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，增大傳熱面積，減小接觸熱阻 n 以以二次翻邊片二次翻邊片取代一次翻邊取代一次翻邊 n 采用波紋片、條縫片采用波紋片、條縫片、波形沖波形沖縫縫片片和針刺型片和針刺型片等等新型肋片新型肋片 n 采用內(nèi)螺紋管采用內(nèi)螺紋管 （強(qiáng)化管

13、內(nèi)側(cè)換熱）（強(qiáng)化管內(nèi)側(cè)換熱）n 應(yīng)用親水性表面處理技術(shù)（鍍親水膜）應(yīng)用親水性表面處理技術(shù)（鍍親水膜） Page 20Page 21新型表面式換熱器新型表面式換熱器 兼有噴水室和表冷器的雙重兼有噴水室和表冷器的雙重作用，從而彌補(bǔ)了普通表冷作用，從而彌補(bǔ)了普通表冷器的不足器的不足 在表冷器前設(shè)置了在表冷器前設(shè)置了噴嘴，將水噴在表冷器外表噴嘴，將水噴在表冷器外表面形成一層，而空氣則通過面形成一層，而空氣則通過與水膜進(jìn)行熱、濕交換來達(dá)與水膜進(jìn)行熱、濕交換來達(dá)到加濕和凈化的目的到加濕和凈化的目的Page 22n 螺旋折流板換熱器螺旋折流板換熱器 螺旋折流板換熱螺旋折流板換熱器是最新發(fā)展起來的一器是最新發(fā)

14、展起來的一種管殼式換熱器種管殼式換熱器,是由是由美國(guó)美國(guó)ABB 公司提出的公司提出的。在氣一水換熱的情況下在氣一水換熱的情況下,傳遞相同熱量時(shí)傳遞相同熱量時(shí),該換該換熱器可減少熱器可減少30 %40 %的傳熱面積的傳熱面積,節(jié)省節(jié)省材料材料20 %30 %。Page 23n 折流桿式換熱器折流桿式換熱器 20 世紀(jì)世紀(jì)70 年代初年代初,美國(guó)菲利浦公司為了美國(guó)菲利浦公司為了解決天然氣流動(dòng)振動(dòng)解決天然氣流動(dòng)振動(dòng)問題問題,而研究出的新型而研究出的新型換熱器。研究表明換熱器。研究表明,這這種換熱器不但能防振種換熱器不但能防振,而且傳熱系數(shù)高。而且傳熱系數(shù)高。Page 24n 空心環(huán)管殼式換熱器空心環(huán)管殼式換熱器 其特點(diǎn)其特點(diǎn)：(1) 殼程殼程流阻低。殼程軸向流流阻低。殼程軸向流道空隙率達(dá)道空隙率達(dá)80 %的空的空心環(huán)管間支承物對(duì)縱心環(huán)管間支承物對(duì)縱向流體