半容积式换热器与传统容积式换热器比较

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1、半容积式换热器与传统容积式换热器比较一、传统容积式一些产品在构造原理上存在问题1、浮动盘管卧置　　有的产品为了满足检修或满足层高不够的要求，将浮动盘管卧置做成立、卧式容积式换热器，如图1(e)、(f)、(g)所示。图1　　盘管卧置后改变了立置的工况，其传热效果能否和盘管立置完全一样有待测试研究。另则这种产品用于汽-水换热时，由于换热器是间断工作的，容易造成盘管下部积聚凝结水。而它又无法像蒸汽管系统或其他用汽设备那样设置疏水器及时排走这部分凝结水，这样运行起来就会出现汽水撞击的问题。尽管其产生的噪声因其淹没在水中不一定对周围有多大影响，但每次汽水撞击均有可能损坏管束，尤其是引起管束与

2、分水集水立管连接处的脱焊。2、浮动盘管上置　　图1(b)所示的立式容积式换热器就是将浮动盘管上置的典型产品示意。这种产品设计的主要用意可能在于有利于解决抽出盘管来检修的问题。但这种构造很明显的问题是，盘管下部的容器空间全是冷水区，容积利用率极低，它起不到贮热调节之作用。3、热媒短路　　国内大多数浮动盘管型换热器均存在这一问题。图2所示是热媒短路的一种表现，图中内圈螺旋管旋转半径小、流程短；外圈螺旋管旋转半径大、流程长；各圈管的流程均不相同，最外圈与最内圈长度相差近8倍。这样运行起来，势必是内圈热媒流量大，外圈流量小，热媒分布极不均匀。图2热媒沿分水立管、集水立管自下而上均匀分布是热

3、媒短路的另一种表现。如图3所示，热媒从下端进入容器后，很明显与下部盘管相连的分水立管、集水立管管段短、阻力小，相应地通过这部分盘管的流量大，上部盘管则反之。且热媒只流经一组或一根螺旋管，很难做到充分换热，即没有“过冷段”，汽水换热时不易将高温凝结水的温度降下来。图3二、浮动盘管型换热器的检修问题1、维修因难国内现有的浮动盘管型容积式换热器大部分存在不能检修或很难检修的问题。图1(c)所示的立式浮动盘管型容积式换热器是将分水立管、集水立管焊死在下部封头上，盘管装入容器后，只能听天由命，无法抽出盘管，无法进行维护清理。图1(a)、(b)、(d)所示产品虽然在容器端部加了一个可以拆开的大

4、法兰，即浮动盘管可随大法兰盖抽出来，但工程实践中，因为一般设备间不可能有那么高，也不可能有将容器躺下来再抽出盘管的地方。因此，这种型式的产品实际上也是抽不出盘管进行检修的。　　图4所示浮动盘管是将水平螺旋管围绕中间的分水立管与集水立管布置。这种结构的优点是可以加大螺旋管的旋转半径从而达到增大换热面积的目的。其构造有如串糖葫芦，中间只要有一根管出了问题，则整个管束都报废，无法更换，也无法采取其他补救措施。图4对于浮动盘管型换热器除垢性能优于U型管换热管，但仍有结垢的可能。不能说它完全可以自动脱垢而不必考虑其检修条件。2、设备本身亦需考虑检修　　所有使用的设备均宜考虑检修，换热设备亦不

5、例外。生活热水用换热器除了检查清理水垢之外还有如下检修事项：如容器内壁、换热盘管的腐蚀情况。一般容器的使用寿命为15年左右，而换热盘管使用寿命一般只有5～10年。浮动盘管壁厚比U型管薄，其寿命也低于U型管，因此在换热器使用期限内一般都有更换换热盘管的要求。再有如换热器内的盘管与分水立管、集水立管的连接处因长期的浮动可能脱焊而需更换管束，国内初始的浮动盘管型换热器就是在检修青岛某饭店的一台脱焊的进口原装半即热式换热器时仿制出来的。　　因此，《建筑给水排水设计规范》第4.4.13条第一款规定“水加热器的一侧应有净宽不小于0.7m的通道，前端应留有抽出加热盘管的位置。”即水加热设备必须具

6、有抽出换热盘管进行检修、更换的条件。另外，根据“压力容器安全技术监察规程”的要求，压力容器每隔3～6年至少进行一次内外部检验。三、产热量问题　　近年来国内一些生产厂的产品样本中，单罐产热量越来越大，有些选用单位也就只注重这个指标，哪个罐单罐产热量大就选用哪个产品。1、样本数据仅供参考　　换热器换热量的大小在热媒条件、换热面积定下来后，主要取决于传热系数K值，其表达式就是大家熟知的：W＝KFΔT式中W——换热量，kW；　　F——换热面积，m2；　　ΔT——热媒与被加热水的平均温差，℃；　　K——传热系数，W/(m2.℃)。　　K值在略去次要影响因素后的表达式可简化为：式中α1、α2如

7、前所述。α1、α2分别与热媒流速V0.81、被加热水流速V0.82成正比。　　上述表明，除像弹性管束这种有流体诱振造成扰动可能提高K值外，其他一般浮动盘管型换热器K值的提高主要还是取决于管内外介质的流速。　　大部分厂家浮动盘管换热器均未经过热工性能测试，有的也可能测了，但不一定反映实际情况，其计算所用K值不少是套用半即热式或快速换热器的K值。由于容积式换热器的被加热水流速V2远小于快速换热器的V2，两者的α2相差甚远，即一般容积式换热器的K值肯定要比半即热式、快速换热