如何選擇換熱機組，怎（zěn）麽選擇合適的換熱機組？

換熱機組英文名：Heat exchanger unit。該產品（pǐn）適應於住宅、機關、廠礦、醫院、賓館、學（xué）校等場合的采暖、洗澡和空調係統。整體式換（huàn）熱（rè）機組既（jì）可用於水（shuǐ）—水交換，也可用於汽—水交（jiāo）換（huàn）。該換熱機組（zǔ）是由換（huàn）熱器、循環泵、補水泵、電控櫃、過濾器、底座、管路、閥門、儀表（biǎo）等組成，並可（kě）加裝自動定壓補水裝置、水處理設備、水箱、水泵變頻控製、溫控閥、遠程通訊控（kòng）製等，從而構成一個完整的熱交換站。該（gāi）機組具有標準化（huà）、模塊化的（de）設計，配置齊全，安裝方便、高效節能，已（yǐ）廣泛（fàn）應用於小（xiǎo）區集中供熱、中（zhōng）央空調、生活用水、企業生產工藝用水等（děng）係統中。

換（huàn）熱機組工作原理（lǐ）：

板（bǎn）式換熱機組是把一次網（wǎng）得到熱量，自動連續的（de）轉換為用戶需要的生活用水及采暖用水。即熱水從機組的一次側入口進（jìn）入板式換熱器進行熱交換後，從機口一（yī）次側（cè）出口流出（chū）；二次側（cè）回水經過過濾器除去（qù）汙垢後，通過二次側循環水泵（bèng）進入板式換（huàn）熱器進行熱（rè）交換，生（shēng）產（chǎn）出於采暖、空調、地板（bǎn）采暖或生（shēng）活用水等不同溫（wēn）度的熱水，以滿足用戶的需求。

二次水經過過濾除汙，經由循環進（jìn）入換熱器，被蒸汽或高溫水加熱後進行供熱。蒸汽或（huò）高溫水進（jìn）入板式換熱器後（hòu），變成凝結水或高溫回水返回熱源，進行一、二（èr）次供熱係統的回路（lù）循環。補水泵將軟水打入係統中以保持係（xì）統壓力的恒定。

應用（yòng）構造：

1. 溫度控製（zhì）

用（yòng）電（diàn）動（dòng）調節閥控製一次網流量，使二次網出口保持設定溫度。

用自立（lì）式（shì）溫度調節閥控製一次網流量（liàng），使二（èr）次網出口保持設定溫度。

根據室外溫度自動調節二次網的出口溫度。

2.壓力、壓（yā）差控製

二（èr）次側（cè）供回（huí）水壓（yā）差（chà）控製、二次側回水壓力控製

3. 自動（dòng）補水

變頻補水，用二次（cì）網回水的壓力信號控製變頻器的輸出，達（dá）到自動（dòng）補水，使（shǐ）係統（tǒng）保持恒壓。

用電接（jiē）點壓力表電氣控（kòng）製，采用二次網係（xì）統壓較往年的上、下限來控製補水泵的啟停，使係統保持恒壓。

4.就地優化

回水溫度限製、熱流量（水流量）限製、回（huí）水溫差限製、結垢檢測

5.顯示（shì）報警

對一、二次網的（de）進、出口的溫度、壓力、熱量（liàng）、流量及室（shì）外溫度等參數實現微機（jī）自動化監測與控製，並對係統超壓、電機過熱、電源缺（quē）相（xiàng）、除汙器堵塞等進行自動（dòng）報警。

6. 通訊功（gōng）能

機（jī）組（zǔ）的控製器具有標準485通訊接口，可在主動與被動方式下（xià）與監控中心通過下時輪巡采集勢力站控（kòng）製（zhì）器參數，當控製器報警時及時上傳。

7.機組的控製區功（gōng）能根據換（huàn）熱站實地情況而定，可實現（xiàn）無（wú）人值守。

板式換熱（rè）機組選型的（de）參數包括：

1、板式換熱器的（de）公稱壓力規定為0.6、1.0、1.25、2.0、2.5mpa，則（zé）試驗（yàn）壓力是工作壓力的2.5倍即可（kě）；

2、板式換熱器（qì）的材質主要（yào）是分為：不鏽鋼304、不鏽鋼316L、碳鋼等三種材質，首選不鏽（xiù）鋼材質的性能好。

板式換熱器選型計算的方法及公式：

(1)   求熱負荷Q                         Q=G．ρ．ＣP．Δt   

(2)   求冷熱流體進出（chū）口溫度           t2=t1+  Q /G ．ρ ．ＣP  

(3)   冷熱流體流量           Ｇ= Q / ρ ．ＣP ．(t2-t1   

(4)  求平均溫度差Δtm    Δtm= (T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2 

(5)  選擇板型  若所有的（de）板型選擇完，則（zé）進行結（jié）果分析。

(6)    由Ｋ值範圍，計算板片（piàn）數範（fàn）圍Ｎmin，Ｎmax  Ｎmin =  Q   /  Kmax ．Δtm ．F P ．β  Ｎmax =  Q   / Kmin  ．Δtm ．F P ．β    

(7)    取板（bǎn）片（piàn）數N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax ）       若N已達Ｎmax，做（5）。  

(8)    取N的流（liú）程組（zǔ）合形式，若組合形式取完則做（7）。 

(9)    求Re，Nu   Re = W ．de / ν     Nu  =a1．Re a 2．Pra 3 

(10)求a，K傳熱麵積Ｆ    a = Nu  ．λ / de   K= 1 /  1/ah+1/ac+γc+γc+δ/λ0       F= Q /K ．Δtm ．β    

(11)由傳熱麵積Ｆ求所需板片數ＮＮ      ＮＮ=   F/ Fp+ 2     

(12)若N＜NN，做（８）。

(13)求壓降Δp      Eu = a4．Rea 5   Δp = Eu ．ρ．W 2 ．ф        

(14) 若Δp＞Δ允  ，做（８）；   若Δp≤Δ允  ，記（jì）錄結果（guǒ） ，做（８）。   注: 1．（1）、（2）、（3）根據已知條件的（de）情況進（jìn）行計算（suàn）。           

2．當 T1-t2=T2-t1時采用Δtm = (T１-t2)+(T2-t1)/2             

3．修正係（xì）數β一（yī）般0.7～0.9。           

4．壓降修（xiū）正係數ф ，單流程（chéng）ф度=1～1.2 ，二流程、三流程ф=1.8～2.0，四流程ф=2.6～2.8。 

．a1、a2、a3、a4、a5為常係（xì）數（shù）。

板式換熱器的優化選（xuǎn）型（xíng）： 

1 平（píng）均溫差△tm    

從公式Q＝K△tmA，△tm＝1／A∫A（t1－t2）dA中可知，平均溫差△tm是傳熱的驅動力（lì），對（duì）於各種流動形式，如能求出平均溫差，即板麵兩側流體間溫差對麵積的平均（jun1）值（zhí），就能 計（jì）算 出換熱器的傳熱（rè）量。平均溫差是一個較為直觀的概念，也是評價板式換（huàn）熱器性能（néng）的一項重要指標。 

1.1 對數平均溫差的計算    

當換熱器傳（chuán）熱量為dQ，溫度上升為dt時，則C＝dQ／dt，將C定義為熱容量，它表（biǎo）示單位時間（jiān）通過單位麵積交換的熱量（liàng），即dQ＝K（th－tc）dA＝K△tdA，兩種流體（tǐ）產（chǎn）生的溫（wēn）度變化（huà）分別為dth＝－dQ／Ch，dtc＝－dQ／Cc，d△t＝d（th－tc）＝dQ（1／Cc－1／Ch）,則dA＝[1／k（1／Cc－1／Ch）]·（d△t／△t），當從A＝0積分至A＝A0時，A0＝[1／k（1／Cc－1／Ch）]·㏑[（tho－tci）／（thi－tco）]，中國供熱信（xìn）息網了解到（dào）由（yóu）於兩種流體（tǐ）間交換的熱量相等（děng），即Q＝Ch（thi－tho）＝Cc（tco－tci），經簡（jiǎn）化後可知，Q＝KA0｛[（tho－tci）－（thi－tco）]／㏑[（tho－tci）／（thi－tco）]｝，若（ruò）△t1＝thi－tco，△t2＝tho－tci，則Q＝KA0[（△t1－△t2）／㏑（△t1／△t2）]＝KA0△tm，式中的△tm＝（△t1－△t2）／㏑（△t1／△t2）。    順流 △tm＝[（thi－tci）－（tho－tco）] ／㏑[（thi－tci）／（tho－tci）]   逆流 △tm＝[（thi－tco）－（tho－tci）] ／㏑[（thi－tco）／（tho－tci）] 

對於（yú）各種流動型式，在相同的進口、出口溫度（dù）條件下，逆流的平均溫差大。

當板式換熱器入口和出口（kǒu）兩流體（tǐ）的溫差△t1和△t2之間的（de）差不大時，可采用算術平均溫差（△t1＋△t2）／2，一般△t1／△t2小於（yú）1.5時，可采用，若△t／△t2為3時（shí），則誤差約為10%。 

1.2 傳（chuán）熱單元數法（fǎ）    

在傳熱單元數法中引入一個無量綱參數NTU，稱為傳熱單元數，它表示板式換熱器的總熱導（即換（huàn）熱器（qì）傳熱熱阻（zǔ）的倒（dǎo）數）與流體熱容量的比值NTU＝KA／MC，它（tā）表示相對於流體熱容流量，該換（huàn）熱器傳熱能力的大小，即換熱器的無量綱“傳熱能力”。對於板式換熱器來說，KA／MC＝△t／△tm，式中△t／△tm稱為溫差比，www.china-heating.com上式（shì）中的右邊的（de）工藝過程用NTUp表示（shì），左邊的換熱設備的條件用NTUE表示。NTUp是流體溫度的（de）變化與平均溫差的比值，表示的是（shì）用1℃△tm的變化（huà）引起幾度流體溫度變化的（de）值，當△tm大時，NTUp則小；當△tm小時（shí），它有變大的傾向。相反，在NTUp變大的過程中，△tm的溫度變化較大，NTUp較小時，其

△tm的溫度變化較小（見表1）。

      板式換熱器（qì）的優化設計計算，就是（shì）在（zài）已知溫差比NTUE的條件下，合理地確（què）定其型號、流程和傳熱麵（miàn）積，使（shǐ）NTUp等於（yú）NTUE。 

1.3 換熱過程和NTU    

與供熱空調相關的換熱過（guò）程（chéng）如下如示：    ⑴ 用蒸汽加熱水    

 ⑵ 水—水換熱   

a. 蒸汽 133→133℃   b. 蒸汽 133→133℃              

c. 一次水 65→60℃     水（shuǐ） 5→65℃（生活（huó）熱水（shuǐ）） 二次水 45←40℃（采暖（nuǎn）） 

d. 一次水 14→9℃     水 55→65℃（采暖）  二次水 13←7℃（製冷）   

e. 一次水（shuǐ） 29→24℃  二次水 26←21℃（製冷機的冷卻） 

以上5例工藝過程的NTUp（見表2）

1.4 板式換熱器和NTUE    

NTUE表示（shì）板式換熱器（qì）的能力，換熱器的麵積是具有（yǒu）一定傳熱長（zhǎng）度的單位傳熱體的組合，

總傳熱長度是單位（wèi）長度和流程數的乘（chéng）積。當NTUE是總數時，若每（měi）1流程（chéng）數為NTUe時，則NTUE＝n·NTUe（其中n是流程數）。當NTUe＝NTUE＝NTUp時，換熱器為單程。若NTUe﹤NTUp時，則換熱器應為（wéi）多流程，故設計時應（yīng）先預定n。由於每（měi）種板片單程的NTUe值基本上是定值，如適合表2中（zhōng）e的（de）流量（liàng）為25m3／h的（de）單程

板式換熱（rè）器的NTUe為17㎡。從NTUe＝A·K／MC可知，當NTUe為定值時，A·K成反（fǎn）比，仍以e為例，當K＝500kcal／㎡·h·℃時，A＝1.67×25000／500＝83.5㎡，流程數n＝83.5／17≈5。當K＝2500kcal／㎡·h·℃時，A＝16.7㎡，流程數n＝1。每一流程的NTUe如下所示：K＝500，NTUe＝NTUE／n＝0.33，K＝2500時，NTUe＝1.67。由此（cǐ）可知，根據NTUe即可求出換熱器（qì）的流程數，傳熱係數和（hé）傳（chuán）熱麵積。從以上 分析 可知，若板式換熱器設計不合理，可（kě）能使換熱麵積過大，也可能使板間流（liú）速太高，阻力過大。 1.5 板式換熱器製造（zào）技術的進步，板片種類的（de）增加，提高了板式換（huàn）熱器對各（gè）種工藝過（guò）程的（de）適應（yīng）性。 

1）大NTU（∽8），小（xiǎo）△tm（∽1～2）的板式換熱器滿足了區域供冷和熱泵機組蒸發（fā）器、

冷凝器的要求。從以上分析可知，△tm是換熱的驅動力，若△tm小，即意味著驅動力小，要實現兩種流體之間的換熱（rè），必須增大傳熱係數，增大傳熱麵（miàn）積（jī），為了使傳熱麵積不至過大，唯一的 方法 是增大傳熱係數K。 

2.1 板式換熱器的傳熱係數（shù）和阻力

換熱器中常使用換熱器（qì）的“傳熱麵積”和（hé）“傳熱係數（shù）”述語，這是一（yī）種（zhǒng）習慣的有特定含義的名稱。因（yīn）為換熱器間壁兩側（cè）的表麵積可能不同，所謂“換熱器的傳（chuán）熱麵（miàn）積”實際（jì）上（shàng）是（shì）指約定的某一側的表麵（miàn）積，習慣上一般（bān）把換熱（rè）係數較小的一（yī）側（cè）的流體所接觸的壁麵表麵積稱為該換熱器的傳熱麵積，相對（duì）於（yú）該傳熱麵積，單位（wèi）時（shí）間、單位麵積、在單位（wèi）溫差下所傳遞的熱流量，稱為該換熱器的傳熱麵積，因此傳熱係（xì）數也是（shì）相對於約定的某一（yī）側的表麵積（jī）而言的。在換熱器結構和估算中（zhōng）使用“傳（chuán）熱（rè）麵積”和“傳熱係數”是方便的（de）。而在換算器傳熱 分析（xī） 中，則用傳熱（rè）熱阻1／（KA）。板式換熱器的（de）熱阻 計算 式如下：

1／KA＝1／AW（1／〆1＋γF1＋δ／λ＋γF2＋1／〆2）   

式中（zhōng），K—傳熱係數，W／㎡·℃；       A—表麵積，㎡；      AW—平壁麵積，㎡；  δ—板片厚度，m；       γF—汙垢係數，㎡·℃／W。        

下標（biāo）：1—與流體1接觸側；2—與流體2接觸側。  

2.1.1 換熱係數    ① 對於紊流狀態，不同（tóng）形狀板片的換熱 規律 ，一般可歸納為如下形式， Nu＝CRenPrm（μ／μw）p    式中，Nu及Re中的特征尺寸用當量直徑d，d＝4Wb／（2W＋2b）      W—板片寬度，m；      b—板片（piàn）間距，m。   c、n、m、p值的大致範圍如下：   c＝0.15～0.40，n＝0.65～0.85    m＝0.30～0.45（通常用1／3），p＝0.05～0.20   臨介（jiè）雷諾數在10～400左右，取決於板片形狀。  ② 對於層流狀態，板片的換熱規律可歸納為： Nu＝C（RePrd／L）n（μ／μw）p    式（shì）中，c、n、p值的範圍一般為c＝1.86～4.50，n＝0.25～0.33，p＝0.1～0.2（通常（cháng）為0.14）  L—板片長度，m。 

由於（yú）板片形狀複雜，必須根據試驗測定所得（dé）的換熱規律，作為該板片換熱器傳熱計算（suàn）的依據。

2.1.2 阻（zǔ）力    

板式換（huàn）熱器總的流（liú）體阻力可用下式表示： △p＝f·（L／d）（ρυ2／2）·n （Pa）   式中，υ—流道中速度，m／s；      n—流程數（shù）；       f—板片通道摩擦阻力（lì）係（xì）數。    對於不同形狀的板片，其通道的摩擦阻力係數相差很大，必（bì）須以試驗（yàn）數據作為阻力計算的依據。  

2.2 在常用間壁式換熱器中板式換熱器的傳熱係數較大  

2.2.1 板式換熱器的傳（chuán）熱係數（shù）（見表3），從表3可知，板式換熱器（qì）的傳熱係數約為管殼式的2～3倍。

2.3 非對（duì）稱流道提高了板式換熱器的傳熱係數，降低了阻力。    

當忽略板片的導熱熱（rè）阻後（hòu），板式換熱（rè）器的傳熱係數K＝〆1·〆2／（〆1＋〆2），從該式可知，傳熱係數（shù）K與〆1、〆2有關，且小於二者中較小的一個（gè）。中國供熱信息網了解到為了提高傳熱係數，必須同時提高冷、熱流體與板麵之間的對流換熱係（xì）數，如果其中一側〆值較低的話，板式換熱就不能很好地發揮它（tā）的效益。在城市集中供熱係統（tǒng）中，根據（jù）熱力網設計規範，國內所采用的一次熱媒的溫度一般為150～80℃，

130～80℃和110～80℃三種，二次熱媒的溫度一（yī）般為95～70℃。在這樣的（de）設計參數下，板式（shì）換熱器一次熱媒流道內的流（liú）量一般為二次熱媒流通內流量（liàng）的一半左右，對於對稱（chēng）性流道來說，一次熱媒的（de）流速僅為二次熱媒（méi）流（liú）速（sù）的50%左右，則一次熱媒（méi）流道內流體與板麵間的（de）對流換（huàn）熱係數約為（wéi）二次熱媒流通內的70%，傳（chuán）熱係（xì）數（shù）約為2500～3700W／㎡·℃。若將一次熱媒流道內的對流（liú）換熱（rè）係數提高（gāo）到原來的1.5倍，則總（zǒng）傳熱係數將增加到3000～4500 W／㎡·℃。