板式換熱器供熱系統節能設計方法

板式換熱器主要由多個板片組裝而成，且各個板片間均留有一定的空隙。當流體經過板片時，板片之間的間隙能起到冷熱交換的作用。那麼，下面是小編為大家整理的板式換熱器供熱系統節能設計方法，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　1、 板式換熱器供熱系統的工作原理分析

板式換熱器主要由多個板片組裝而成，且各個板片間均留有一定的空隙。當流體經過板片時，板片之間的間隙能起到冷熱交換的作用。由於流道空間非常小，流體在流經板片時的速度較快，易形成湍流，湍流間會形成較大的波紋。湍流波紋的影響大大提升了板式換熱器的換熱效能。與一般的換熱器相比，其換熱效能優於一般的換熱器，這是板式換熱器可代替一般換熱器的重要原因之一。此外，湍流波紋還會增強板片的剛度，當兩種流體流過板片四個角的孔洞後會在板式換熱器中形成流道，最後形成順向或逆向流動。此時，可將板片當作流通介質實現熱量的交換，進而完成板式換熱器的供熱環節。分析板式換熱器供熱系統可進一步瞭解其存在的問題，比如板片的承受能力、流程安排能否改變、湍流波紋能否得到有效應用等。根據以上分析，我們應不斷優化與板式換熱器結構有關的設計，從而提升換熱器供熱系統的換熱效能。

　　2、 板式換熱器供熱系統存在的問題

2.1 換熱與降壓的匹配問題

對於板式換熱器而言，換熱係數與通道中流體的流速成正比，即當通道內流體的速度較快時，換熱係數會增大，且流速加快會導致流體受到的阻力不斷增加，進而加大了流體壓力的損耗。因此，應選取適當的流速或尋求壓力損耗與換熱係數的平衡，從而不斷提升板式換熱器供熱系統的綜合性能。

2.2 研究不夠完善

板式換熱器在我國的起步較晚、研究時間較短，這在一定程度上限制了供熱系統的發展，進而對供熱系統的節能設計造成了影響。此外，我國對板式換熱器的研究不夠深入，缺乏一定的技術專利。因此，相關部門應加大資金投入，購買相應的專利。

2.3 應用場合受到限制

板式換熱器具有獨特的優勢，但也存在一些問題。就當前供熱系統的設計而言，存在很多缺陷，比如節能設計在供熱系統中的應用受到了限制，主要表現在換熱器難以在高溫、高壓的環境中執行。這是因為板式換熱器中的核心元件為較薄的金屬片，其承受壓力的能力有限，而板式換熱器常用於重工業生產中，這就需要板式換熱器具備較強的`承受壓力的能力。由此可見，對於板式換熱器供熱系統而言，突破以往應用場合的限制是其應用節能設計的基本條件之一。

　　3、 供熱系統節能設計的優化方法

在分析了板式換熱器的工作原理後，深入瞭解了影響其換熱效能的因素，比如板片的波紋、流速、換熱係數、流道的安排等。對於板式換熱器供熱系統的節能設計而言，應充分考慮其影響因素，不斷優化供熱設計中的各個子系統，具體方法如下所示。

3.1 不斷優化整體設計

對於整個板式換熱器供熱系統而言，節能設計不只是在供熱系統的設計環節中需要考慮的問題，在換熱器方面也需考慮該問題。因此，在優化供熱系統板片的同時，還應優化板式換熱器的結構和功能，從整體上實現供熱系統的節能優化，從而實現供熱系統的節能設計。此外，對於不同的應用要求和場合，應合理選擇優化的方法和係數。

3.2 不斷優化板片設計

在板式換熱器供熱系統中，優化板片是非常關鍵的環節，主要包括以下 2 步：①板片承受壓力的能力對板式換熱器供熱系統的效能影響很大，因此，需要研製一些效能良好的製作材料，這也屬於研發換熱器的主要研究方向之一。②優化板片強度及其表面的波紋。應仔細分析板片波紋的型別、高度和波紋角等。只有合理優化板片設計，才有可能實現板式換熱器供熱系統的節能設計。

3.3 匹配換熱係數與壓降

換熱係數與壓降的匹配主要指平衡流體所受壓力的損耗和換熱係數。通常情況下，可採用傳熱的單元數法、對數的平均溫差法和單側的壓降最大化的利用法等。這樣做的主要目的是有效分析板片可承受的最大壓降或最適宜的壓降，從而準確推算出流體在流經通道時的壓降和流速，從而找到一種壓降值最大的設計方法，並找到比較合適的換熱係數與降壓匹配，從而增強板片承受壓力的能力。

3.4 合理安排流道

流道安排的合理性與板式換熱器供熱系統的效能有直接關係。串聯型、混聯型的流道安排存在較大的差異，比如在換熱係數與壓降存在很大的差距時，就需要應用混聯型流程的流道安排。因此，對於板式換熱器供熱系統的節能設計而言，既要考慮板式換熱器的應用場合，又要考慮其能承受的壓力和流體流速。只有不斷綜合分析各種因素，才能設計出比較優秀的換熱器供熱系統，即最節能的板式換熱器供熱系統。