第四节表面式换热器

第四节用表面式换热器处理空气,第五章空气的热湿处理,目录,强化表面式换热器的主要途径,表面换热器的分类,定义：表面式换热器包括空气加热设备和空气冷却设备。它的原理是让热媒或冷媒或制冷工质流过金属管道内腔，而要处理的空气流过金属管道外壁进行热交换来达到加热或冷却空气的目的。,按其传热面结构形式分类板式又可细分为螺旋板式、板壳式、波纹板式、板翅式管式又可细分为列管式、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气换热器。,在空调系统中，使用表面式换热器处理空气是一种广泛使用的方法。常用的表面式换热器包括空气加热器和表面式冷却器（简称表冷器）两类。空气加热器是用热水或蒸汽做热媒的，而表面式冷却器则以冷水或制冷剂做冷媒。,空气加热器在表面式换热器中通入热水或蒸汽对空气加热以提高空调室内温度。,表面冷却器在表面式换热器中通入冷媒水对空气进行冷却以降低空调室内温度。,表面式换热器特点,优点采用封闭水系统，可省去冷水箱和回水箱，管路简单采用肋片管结构，设备体积小，所需机房面积小，安装方便处理空气的总电量消耗低冷冻水漏损少水和空气不相互污染,缺点金属消耗量大，而且一般要消耗较多的有色金属（如铜，铝）处理过程仅有冷却除湿、干式冷却或加热过程，加湿时需另设加湿器无除尘、去味作用,表面式换热器的构造,光管式：最早的表面式换热器是用光管焊制的，即所谓光管换热器。光管式表面换热器构造简单，易于清扫，空气阻力小，但其传热效率低，巳经很少应用。肋管式：为了增强空气侧换热，通常在空气侧加设肋片。空气加热器与表面式冷却器构造与型式相似，都是由肋片管组合而成的。为使表面式换热器性能稳定，应保证其加工质量，力求使管子与肋片间接触紧密，减小接触热阻，并保证长久使用后也不会松动。根据加设肋片的方法不同，表面式换热器主要有以下几种类型：,（1）绕片式换热器：将金属带用绕片机紧紧地绕制在管子上制成片管，再用绕片管组成绕片式换热器。绕片有皱褶，可增加传热面积和增强空气扰动；但空气阻力增加和易积灰。皱褶式绕片管如图3-17a所示。,串片式换热器：在肋片上事先冲好相应的孔，然后再将肋片与管束串在一起，可以加工成串片管（图3-17c）。用这种肋片管可组成串片式换热器。,轧片式换热器：用轧片机在光滑的铜管或铝管外表面，直接轧出肋片，可制成轧管（图3-17d）。这种肋片管可以组成轧片和管子是一个整体，所以传热效果更好。-,镶片式换热器：将金属带绕有螺旋槽管子的槽内，再经挤压，使金属带紧密地镶嵌在槽内，可制成镶片管。用这种助片管可组成镶片换热器,表面式换热器安装,表面式换热器可以垂直安装、水平安装和倾斜安装垂直式（肋片亦保持垂直）水平式（用汽时注意坡度）倾斜式（利于紧缩设备体积）换热器的串并联应根据通过空气量的多少和需要的换热量大小来确定,注意事项,以蒸汽为热媒的空气加热器水平安装时应有1100的坡度，以利排除凝结水。表面式冷却器垂直安装时必须使肋片处于垂直位置，否则将因肋片上部积水而增加空气阻力。表冷器工作时表面常有凝结水产生，所以在它们下部应装接水盘和排水管。一般是风量大时用采并联，需要空气温升(或温降)大时采用串联。,表面式换热器的冷、热媒管路也有并联与串联之分。使用蒸汽做热媒时，各台换热器的蒸汽管只能并联。对于用水做冷、热媒的换热器通常的做法是：相对于空气通路为并联的换热器其冷、热媒管路也应并联：串联的换热器其冷、热媒管路也应串联。为保证换热器的正常工作，在水管最高点要设排空气装置，而在最低点要设泄水和排污阀门。,表面式换热器处理空气过程,按照传热传质理论，表面式换热器的热湿交换是在主体空气与紧贴换热器外表面的边界层空气之间的温差和水蒸气分压力差作用下进行的。根据主体空气与边界层空气的参数不同，表面式换热器可以实现3种空气处理过程等湿加热、等湿冷却和减湿冷却过程。,当边界层空气温度高于主体空气温度时，将发生等湿加热过程；当边界层空气温度虽低于主体空气温度，但尚高于其露点温度时将发生等湿冷却过程或称干冷过程。由于等湿加热和冷却过程中，主体空气和边界层空气之间只有温差，并无水蒸汽分压力差，所以只有显热交换。当边界层空气温度低于主体空气的露点温度时，将发生减湿冷却过程或称湿冷过程(湿工况)。通过换热器表面不但有显热交换，也有伴随湿交换的潜热交换,强化表面式换热器的主要途径,优化结构参数，增大传热面积，减小接触热阻以二次翻边片取代一次翻边采用波纹片、条缝片、波形冲缝片和针刺型片等新型肋片采用内螺纹管（强化管内侧换热）应用亲水性表面处理技术（镀亲水膜）,新型表面式换热器,喷水式表面冷却器兼有喷水室和表冷器的双重作用，从而弥补了普通表冷器的不足在表冷器前设置了喷嘴，将水喷在表冷器外表面形成一层，而空气则通过与水膜进行热、湿交换来达到加湿和净化的目的,螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器是最新发展起来的一种管壳式换热器,是由美国ABB公司提出的。在气一水换热的情况下,传递相同热量时,该换热器可减少30%40%的传热面积,节省材料20%30%。,折流杆式换热器20世纪70年代初,美国菲利浦公司为了解决天然气流动振动问题,而研究出的新型换热器。研究表明,这种换热器不但能防振,而且传热系数高。,空心环管壳式换热器其特点：(1)壳程流阻低。壳程轴向流道空隙率达80%的空心环管间支承物对纵向流体的形体阻力几乎可以忽略。