第四节表面式换热器

1、 第四节第四节 用表面式换热器处理空气用表面式换热器处理空气 第五章第五章 空气的热湿处理空气的热湿处理Page 2目录目录表面式换热器的分类与特点表面式换热器的分类与特点表面式换热器的构造表面式换热器的构造表面式换热器安装表面式换热器处理空气过程强化表面式换热器的主要途径新型表面式换热器Page 3表面换热器的分类表面换热器的分类 定义定义： 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。 Page 4 按其传热面结构形式分类n 板式又可细分为螺旋板式、板壳式、波纹板式

2、、板式又可细分为螺旋板式、板壳式、波纹板式、板翅式板翅式n 管式又可细分为列管式、套管式、蛇形管式、翅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片管式。目前最常用的是翅片管式表面式空气换热器。热器。Page 5n 在空调系统中，使用表面式换热器处理空气是一在空调系统中，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种广泛使用的方法。常用的表面式换热器包括空空气加热器气加热器和和表面式冷却器（简称表冷器）表面式冷却器（简称表冷器）两类。两类。空气加热器是用空气加热器是用热水或蒸汽热水或蒸汽做热媒的，而表面式做热媒的，而表面式冷却器则

3、以冷却器则以冷水或制冷剂冷水或制冷剂做冷媒。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。Page 6表面式换热器特点表面式换热器特点n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Page 7n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Page 8表面式换热器的构造表面

4、式换热器的构造n 光管式：光管式：最早的表面式换热器是用光管焊制的，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，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，巳经易于清扫，空气阻力小，但其传热效率低，巳经很少应用。很少应用。n 肋管式：肋管式：为了增强空气侧换热，通常在空气侧加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，力求使管子热器性能

5、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，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：表面式换热器主要有以下几种类型： Page 9n （1）绕片式换热器）绕片式换热器： 将金属带用绕片机紧紧地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。皱褶式绕片气扰动；但空气阻力增加和易

6、积灰。皱褶式绕片管如图管如图3-17a所示所示。Page 10n 串片式换热器串片式换热器： 在肋片上事先冲好相应的孔，然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，可以加工成串片管后再将肋片与管束串在一起，可以加工成串片管（图（图3-17c）。用这种肋片管可组成串片式换热器。）。用这种肋片管可组成串片式换热器。 Page 11n 轧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，所这种肋片管可以组成轧片和管子是一个整体，所以

7、传热效果更好。以传热效果更好。-Page 12n 镶镶片式换热器片式换热器：将金属带绕有螺旋槽管子的槽内，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镶片管。用这种助片管可组成镶片换热器Page 13表面式换热器安装表面式换热器安装n 表面式换热器可以垂直安装、水平安装和倾斜安表面式换热器可以垂直安装、水平安装和倾斜安装装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（用汽时注意坡度）水平式（用汽时注意坡度）n 倾斜式（利于紧缩设备体积）倾斜式（利于紧缩设备体积） n 换热

8、器的串并联应根据通过空气量的多少和需要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的换热量大小来确定Page 14注意事项注意事项n 以蒸汽为热媒的空气加热器水平安装时应有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。的坡度，以利排除凝结水。n 表面式冷却器垂直安装时必须使肋片处于垂直位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。置，否则将因肋片上部积水而增加空气阻力。n 表冷器工作时表面常有凝结水产生，所以在它们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。下部应装接水盘和排水管。n 一般是风量

9、大时用采并联，需要空气温升一般是风量大时用采并联，需要空气温升(或温降或温降)大时采用串联。大时采用串联。Page 15Page 16n 表面式换热器的冷、热媒管路也有并联与串联之表面式换热器的冷、热媒管路也有并联与串联之分分。n 使用蒸汽做热媒时，各台换热器的蒸汽管只能并使用蒸汽做热媒时，各台换热器的蒸汽管只能并联。联。n 对于用水做冷、热媒的换热器通常的做法是：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、热媒管路也应串也应并联：串联的换热器其冷、热媒管路也应串联。联。n 为保证换热器

10、的正常工作，在水管最高点要设排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。空气装置，而在最低点要设泄水和排污阀门。Page 17表面式换热器处理空气过程表面式换热器处理空气过程n 按照传热传质理论，表面式换热器的热湿交换是按照传热传质理论，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在主体空气与紧贴换热器外表面的边界层空气之间的间的温差温差和和水蒸气分压力差水蒸气分压力差作用下进行的。作用下进行的。n 根据主体空气与边界层空气的参数不同，表面式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换热器可以实现3种空气处理过程等湿加

11、热、等湿种空气处理过程等湿加热、等湿冷却和减湿冷却过程。冷却和减湿冷却过程。Page 18n 当边界层空气温度高于主体空气温度时，将发生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；等湿加热过程；n 当边界层空气温度虽低于主体空气温度，但尚高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，界层空气之间只有温差，并无水蒸汽分压力差，所以只有显热交换所以只有显热交换。n 当边界层空气温度

12、低于主体空气的露点温度时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将发生减湿冷却过程或称湿冷过程(湿工况湿工况)。通通过换热器表面不但有显热交换，也有伴随湿交换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的潜热交换Page 19强化表面式换热器的主要途径强化表面式换热器的主要途径n 优化结构参数，增大传热面积，减小接触热阻优化结构参数，增大传热面积，减小接触热阻 n 以以二次翻边片二次翻边片取代一次翻边取代一次翻边 n 采用波纹片、条缝片采用波纹片、条缝片、波形冲波形冲缝缝片片和针刺型片和针刺型片等等新型肋片新型肋片 n 采用内螺纹管采用内螺纹管 （强化管

13、内侧换热）（强化管内侧换热）n 应用亲水性表面处理技术（镀亲水膜）应用亲水性表面处理技术（镀亲水膜） Page 20Page 21新型表面式换热器新型表面式换热器 兼有喷水室和表冷器的双重兼有喷水室和表冷器的双重作用，从而弥补了普通表冷作用，从而弥补了普通表冷器的不足器的不足 在表冷器前设置了在表冷器前设置了喷嘴，将水喷在表冷器外表喷嘴，将水喷在表冷器外表面形成一层，而空气则通过面形成一层，而空气则通过与水膜进行热、湿交换来达与水膜进行热、湿交换来达到加湿和净化的目的到加湿和净化的目的Page 22n 螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器 螺旋折流板换热螺旋折流板换热器是最新发展起来的一器是最新发

14、展起来的一种管壳式换热器种管壳式换热器,是由是由美国美国ABB 公司提出的公司提出的。在气一水换热的情况下在气一水换热的情况下,传递相同热量时传递相同热量时,该换该换热器可减少热器可减少30 %40 %的传热面积的传热面积,节省节省材料材料20 %30 %。Page 23n 折流杆式换热器折流杆式换热器 20 世纪世纪70 年代初年代初,美国菲利浦公司为了美国菲利浦公司为了解决天然气流动振动解决天然气流动振动问题问题,而研究出的新型而研究出的新型换热器。研究表明换热器。研究表明,这这种换热器不但能防振种换热器不但能防振,而且传热系数高。而且传热系数高。Page 24n 空心环管壳式换热器空心环管壳式换热器 其特点其特点：(1) 壳程壳程流阻低。壳程轴向流流阻低。壳程轴向流道空隙率达道空隙率达80 %的空的空心环管间支承物对纵心环管间支承物对纵向流体