选型关键及原则

1、流速及取值：

①、换热管网流速：指进、出水管路，见流速表。

②、机组总管流速：管径≦ 80时，选1m/s， ≧ 100时，见流速表。


③、角孔流速：最大为6m/s （四个进出口）。

④、板间流速：0.4 ～ 0.8m/s（L型0.8，M型0.6，H型0.4）。

2、换热面积：指换热器的面积，单板面积*参与换热片数（总片数减二）

①、换热面积的核算：

换热面积=换热量/换热系数/对数均匀温差/污垢系数

②、换热量的核算：

换热量=建筑面积*采暖热方针（即热负荷，见方针表）

3、介质参数：

①、区域供暖：暖气采暖/地热采暖：110/75 ℃ - 50/75

②、区域供暖：地热采暖：110/75 ℃- 40/50 ℃

③、楼宇空调：风机盘管采暖：110/75 ℃ - 50/60 ℃

④、日子热水：洗浴、厨房、洗衣房：70/50 ℃ - 10/55 ℃

⑤、泳池供水：游泳池恒温供水：110/70 ℃ - 10/40 ℃

⑥、超高层空调制冷：冷水转化：7/11 ℃ - 8/12 ℃

板式换热器选型核算的办法及公式

现今板式换热器选型核算一般都选用软件选型。惯例手算办法和公式如下：

(1) 求热负荷Q

Q=G．ρ．ＣP．Δt

(2) 求冷热流体进出口温度

t2=t1+ Q /G ．ρ ．ＣP

(3) 冷热流体流量

Ｇ=Q / ρ ．ＣP ．(t2-t1 )

(4) 求均匀温度差Δtm

Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2

(5) 选择板型

若一切的板型选择完，则进行作用分析。

(6) 由Ｋ值规划，核算板片数规划Ｎmin，Ｎmax

Ｎmin = Q / Kmax ．Δtm ．F P ．β

Ｎmax = Q / Kmin ．Δtm ．F P ．β

(7) 取板片数N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax ）

若N已达Ｎmax，做（5）。

(8) 取N的流程组合办法，若组合办法取完则做（7）。

(9) 求Re，Nu

Re = W ．de/ ν

Nu =a1．Rea2．Pra3

(10)求a，K传热面积Ｆ

a = Nu ．λ/ de

K= 1 / 1/ah+1/ ac+γc+γc+δ/λ0

F=Q /K ．Δtm ．β

(11)由传热面积Ｆ求所需板片数ＮＮ

ＮＮ= F/ Fp+ 2

(12)若N＜NN，做（８）。

(13)求压降Δp

Eu = a4．Rea5

Δp = Eu ．ρ．W2 ．ф

(14) 若Δp＞Δ允，做（８）；

若Δp≤Δ允，记载作用 ，做（８）。

注: 1．（1）、（2）、（3）依据已知条件的情况进行核算。

2．当T1-t2=T2-t1时选用Δtm = (T１-t2)+(T2-t1)/2

3．修改系数β一般0.7～0.9。

4．压降修改系数ф ，单流程ф度=1～1.2 ，二流程、三流程ф=1.8～2.0，四流程ф=2.6～2.8。

5．a1、a2、a3、a4、a5为常系数。

选型核算各公式符号的意义及单位

符号

意 义

单位

符号

意 义

单位

Q

热负荷

W

Cp

比热KJ/kg℃

ρ

流体密度

Kg/ m3

Δtm

均匀温差

℃

G

体积流量

m3/s

F

传热面积

m2

K

传统系数

W/ m2℃

W

流 速

m/s

T1、T2

热介质进出口温度

℃

t1、t2

热介质进出口温度

℃

m

流程数

n

流道数

α

对流换热系数

W/ m2℃

f

单通道截面积

m2

ν

运动粘度

m2/s

λ

介质导热系数

W/ m℃

Δp

阻力丢失

Mpa

Eu

Eu = Δp / ρ. W2

无量纲

Re

雷诺数Re = W ．de /ν

无量纲

de

当量直径

m

Nu

Nu = de．α / γ

无量纲

Pr

普朗特数

λ0

板片导热系数

W/ m℃

t

板 厚

m

β

修改系数

h、c

热、冷介质角标

γP

热介质污垢热阻

m2℃/W

γc

冷介质污垢热阻

m2℃/W

选用板式换热器便是要选择板片的面积,它的选择主要有两种办法，但这两种都比较难了解，最简略的是套用公式：

Q=K×F×Δt

Q——热负荷

K——传热系数

F——换热面积

Δt——传热温差（一般用对数温差）

传热系数取决于换热器自身的结构，每个不同流道的板片，都有自身的阅历公式，假设不严厉的话，可以取2000~3000。终究算出的板换的面积要乘以必定的系数如1.2。

运用及设备
换热器接纳的颠倒放置

换热器的设备姿势

应笔直设备。

不要选用水平放置办法。

只有在全面试验并作出评估今后才干如下图示办法设备。

侧边朝下（图1）的放置稍好一些，估量用作蒸发器时容量会减少25%，

冷凝器不清楚，但肯定会减低。

倾斜5 ~10°的BPHE可以把容量减少下降到可以承受的程度（图2）。

冷凝器的放置办法有必要使制冷剂从下面两个接纳出入，防止液阻塞（图2）。

蒸发器应将制冷剂接纳在上，防止汽阻塞（图3）。

换热器的设备和水侧管路布置

不要让颤动和管道的热胀大涉及到换热器。可采用：

—在BPHE和支架之间加橡胶垫。

—紧缩机选用减振器。

—直管段较长时，选用波纹管或其它吸振设备。

假设水路从上部接纳接入并且压力降较小，低于相应的静压差，那么，水就不会布满BPHE。换热器的上部构成空气腔并阻塞部分传热面。

一个高于进口接纳的回弯可以使水布满BPHE（图示）。

换热器的管路焊接


用溶剂对焊接表面清洗并去除油污。

为防止氧化并冷却BPHE，将氮气吹过被焊接的管路。

水侧管路通水并坚持活动。焊接初步前就通水并继续到可以手摸BPHE中止。

也可以在接纳根部环绕湿布或不断用水冲刷焊件。

焊料至少含银45%，钎焊应在低于650 ℃下进行。

任何情况下焊件都不该逾越800 ℃。

TIG（钨极惰性气体保护电弧焊）焊接和保护气是放热量最少的焊接法，应尽量选用。

在管口压降较大时，换热器的不均匀分布

钎焊换热器排汽和排水（某些流程须装备一些附加接纳）

钎焊换热器用于冷凝器/冷凝液液位（高度）控制的危险

防止在一台冷凝器内使冷凝液进一步过冷，由于K冷凝远大于K过冷，过冷面积和冷凝面积的转化会引起大的容量改动，作用或许是控制问题并发生轰动。除此以外惰性气体还会在冷凝器内被有用分别，并浮在其上部。

冷凝器其他方面

冷凝器的压力降

制冷剂一般在强制压力下工作，该压力使满意的压力降可资利用。

大温差（小流量）下的容许压力降比小温差（大流量）下的容许压力降高，但温差不该小于1～2℃。

管口的压力降应小于20%的总压力降，否则从第一个到终究一个通道会发生分配不均。

冷凝器的冷凝压力

应坚持尽或许低的规划冷凝压力，下降冷凝压力意味着给定制冷量下，减少紧缩机的耗能，或紧缩机耗能必守时，增加制冷量。冷凝温度与进口水温之差控制在5～10℃最为适合。

紧缩机工作进程中，应坚持压力不变，当冷却水温下降时，冷凝压力至少不该下降到限定值，如下降过多，热力胀大阀就不能有满意的压差给出所要求的容量。

水流方向

由于冷凝器循环的负荷（冷凝量）大于蒸发器循环的负荷（制冷量），所以最好让冷凝器循环呈逆流（热泵循环），蒸发器循环呈顺流（制冷循环）。

压力降

从经济观念启航，可把压力降调整到一个合理的值，压力降小于0.2～0.3MPa时，在钎焊换热器内不会有腐蚀的危险。

流量和压力降有必要一起核算，以便求出最佳值。

壳管式或套管式换热器利于在大流量，低压力降下作业，而钎焊换热器则相反。

最佳流量一般是使每米流道长的压力降大于0.04MPa，且管口压力降约小于30%的总压力降。

冷凝器缺点确诊

容量缺少

查验流量，温度和压力降等参数。判别什么现象引起压力降失常。

检查水活动受阻，来自储液器的满溢，以及失常动静等检查冷凝器表面面的温度改动。大温差有或许是惰性气体阻塞，或水侧阻塞，要不然是制冷剂活动受阻

若不是纯水，检查冷却流体。若是乙二醇水溶液或类似物，可校核其浓度和/或粘度。浓度太高会削弱传热。

检查冷凝器液体侧中污垢情况和制冷剂侧中光滑油情况蒸发器和紧缩机是否匹配。

检查紧缩机。在额外压力下紧缩机是否排出满意的制冷剂到冷凝器。

若排出的比吸入的多，多出的制冷剂不能在冷凝器内冷凝，使容量下降。是否由于紧缩机磨损构成制冷剂的内部泄露？转速和电流耗费是否与其容量相一致？

容量低，但冷凝液的过冷度又太大，这意味着冷凝液液位过高，阻塞了冷凝器用于冷凝的加热表面。此现象或许是系统中的制冷剂充灌量太多。

不安稳性

储液器压力控制阀与冷凝器之间距离大，意味着冷凝液在其液位升高曾经不得不布满冷凝液管，即呼应时间长，与此相反，当冷凝器排液时，呼应时间短

检查各种阀门的力学性能。尤其是胀大阀，水中的杂质或因磨损而发生的金属碎屑，很简略阻塞活动并损坏阀门。假设流量减少是由阻塞所构成，其容量相同要下降。这种被阻塞的阀门会经过其不规则的控制运作和/或失常动静显露出来。

钎焊换热器用于蒸发器

欢娱放热系数

关于与油五溶的制冷剂，如R12，油的影响可以进步欢娱放热系数，在R22中油的浓度在3～5%规划内，欢娱放热系数随油浓度的增加而增大，逾越5%时，欢娱放热系数又下降。这种影响可用制冷剂-油混合物的表面张力下降，使更多的汽化核心起作用来加以阐明。油浓度高时制冷剂中油的影响可以忽略，此刻混合物粘度加大将起主导作用。

怅惘的是：猜测欢娱放热系数是很困难的（＞9%的差错）。

幸运的是：上述的机理在工业，尤其在制冷蒸发器中起着次要作用。

在圆形流道中笔直,向上的两相流流态图

直接胀大式蒸发器

制冷剂流入蒸发器进口处已部分汽化,一般对R22进口蒸汽干度约为25%,制冷剂是饱满状态,当液体在蒸发器中上升时,压力下降(压力降和静压的原因).温度将由进口处降至制冷剂都蒸发的状态点.蒸汽将初步过热.过热度是改动的,对R22一般是5℃。

蒸汽过热能保护压机免受液滴(5%的不可紧缩油滴不会导致液击)蒸发引起的冲击.并能防止液滴冲走压机中的油。

依照对液击灵敏凹凸程度,分压机类型由高到低依此是:开启活塞式压机,螺杆式压机,对液击最不灵敏的是透平压机和涡旋式压机。

过热度5 ℃可将R22(饱满温度0 ℃)含有1.8%的液滴蒸发为100%的饱满蒸汽(0℃)。

热力胀大阀的选择和设备

胀大阀和蒸发器有必要有相同的名义换热量和过热度。

两只表面上相同，而效应不同的阀门，应选择斜率小的（如图示）。

万一有或许发生不安稳的系统，蒸发器应该规划成其过热度大于5℃的名义过热度。由于正常规划预量和垢阻，实践规划应该如此。这会增大斜率，但是容量有必定丢失。

选择最大容量小于蒸发器零过热度容量的阀门，假设轰动发生，也不会有未蒸发的制冷剂进入紧缩机的危险。

在换热器中，由于管口速度低，危险在于：经过胀大阀的气态和液态制冷剂，或许分别而进入不同的流道。另一方面，假设管口流速过大，导致管口压降相关于流道压降要大，这将导致制冷剂分液不均。

以下的各种改进分液不均的方案都有缺陷，正确设备的胀大阀是使其进口管径尽或许的小（如加装一个带有预混器的接纳）。特别对低温制冷，钦宝的分配器是很有用的。其缺陷是它很难运用于可逆的系统，即当用作冷凝器时，胀大阀也应比一般情况稍大。

感温包禁止设备在管道底部，防止油的搅扰。

制冷剂会从胀大阀的填料盒泄露出来，因而液态制冷剂会和蒸汽一起进入紧缩机。一般 阐明书阐明，感温包应设备在压力表的上游，防止读数差错，但这意味着进入紧缩机的过热度不正确。因而，假设蒸发器和紧缩机之间有满意的距离，感温包要放在压力表下流 400～600mm外，液态制冷剂可充分蒸发。感温包将可测到正确的过热度。传压管有必要设备在感温包的下流。

感温包和传压管有必要设备在水平弯头之后的 一段水平管路上，弯头充作汽液分别器，排除液态制冷剂和油对丈量的搅扰。

胀大阀到蒸发器的管路应平直，并且与阀门出口管径相同。

假设紧缩机与感温包和传压管之间距离太短 ，由于胀大阀没有时间对负荷作出呼应，液态制冷剂有或许进入紧缩机。电磁阀应该尽或许近地设备于胀大阀前面。

蒸发器缺点确诊

轰动（不管多么慎重，轰动都将发生）

改动静过热度。

将感温包设备离蒸发器远些。

轰动是否仅在低容量下发生？具有十分低的流道流量的蒸发器，有时作业不安稳。

冷凝器或储液器流量是否安稳？其特性参数是否安稳？

是否有热气旁通控制或冻住保护，它们是否是轰动的来历？

尽量进步蒸发器中两种介质的温差，使胀大阀曲线移到其斜率小于蒸发器曲线斜率的区域，供给了可容许的差错。

检查系统的制冷剂布满度。如缺少，储液器将跑干，胀大阀制冷剂流量不规则，这样给蒸发器安稳性和容量带来影响。

容量缺少

查验流量，温度和压力降等参数。压力降是否暗示某些不正常？水活动受阻或油过多。

在不同位置交流运用温度计。小温差很简略被不正确的温度计所掩盖。

检查蒸发器表面面的温度改动。大温差有或许是水侧或制冷剂侧分液不均。

经过温度和流量的各种组合，双检传热。

检查加热流体。若是乙二醇水溶液或类似物，可校核其浓度和/或粘度。浓度太高会削弱传热，太低简略冻住。

检查冰的构成。冰将损害传热，实践出口温度将升高。

检查蒸发器液体侧中污垢情况和制冷剂侧中油垢情况。

冷凝器和紧缩机是否匹配

制冷剂中是否有水。在胀大阀处水将变成冰，然后阻塞制冷剂活动。

检查冷凝器压力。假设压力太低，没有满意的压力驱动制冷剂流过胀大阀。

不安稳要素。它将导致容量下降。

检查过热度，假设大于规划值，阐明蒸发器应能蒸发比实践更多的制冷剂，即增大容量。

或许由于太小的阀门，管道阻碍物，过滤器过脏，结冰，储液器跑干等等。由此蒸发器不能蒸发逾越其进入量更多的制冷剂，并且进入量太少，致使容量太低。

假设针对已被调好过热度，胀大阀不能给予所需的容量，且静安装过热度设置小，系统将不可能供给更多制冷剂。

将感温包卸下，让其加热。感温包温度升高迫使胀大阀达到最大容量值，看看容量增加了吗？

制冷剂不断从有缺点的热气旁通阀漏出。于是，下降了容量。

检查胀大阀的进口温度。假设具有恰当高的过冷度，如装有回热器，比较于在冷凝压力下进入胀大阀，有较少的液体蒸发。较低蒸汽干度下降传热系数。因而容量减少。

制冷剂侧的污垢

发生原因

油（在传热面上发生绝热的油膜）。

油分解的产品（在紧缩机中被加热到逾越油的分解温度）。

磨损和分裂（紧缩机的磨损，对传热不必定有害）。

水（油和水以及油的分解物会构成污垢）

清洗和防范

一般不对制冷剂侧进行清洗，除非系统被完全阻塞。这种污垢最或许是油极端分解物。可用一些适合的洗涤剂清洗。

为了保证油在蒸发器中良好地经过，制冷剂蒸汽速度或许剪切应力越大越好。剪切应力正比于单位流道长的压力降。一般5KPa/m就满意了。

冷凝器水侧的污垢

水的类型

自来水—水质和水温都很好。

井水—恰当冷且洁净及较低的微生物含量，但是生成水垢的含盐（硫化钙，流化镁，碳酸钙及碳酸镁）浓度有时会恰当高。从简略的过滤到精密的预处理或许是需要的。

由于水温低，并且一般可获得的数量很少，所以容许温升大于冷却塔水的水温升，而冷却塔水的温升在低流量条件下为10~15℃。

冷却塔水—冷却塔水一般比来自同一区域的井水温度高15~20℃。含盐量会10倍于补充水。在污染严峻区域，会夹藏尘土和腐蚀性气体。需要对其进行各种处理。冷却塔一般规划成约5℃的水温降。

河水和湖水—盐浓度一般恰当低，但是含有恰当数量的固体颗粒。微生物活性（藻类，细菌和真菌）很高，有时会有农药。预处理是必需的，温度一般介于井水和冷却塔水之间。由于环境的原因，其温升不容许逾越10℃。

城市废水—一般含有天然农药，特别是自由氨。有时用吹气法除氨。一般不能用作BPHE的冷凝器的冷却介质。

盐水和海水—由于氯离子的腐蚀作用，不能用作BPHE的冷凝器的冷却介质。

冷凝器水侧污垢的清洗

水侧的腐蚀

氯化的水

水中加氯处理（如游泳池）或海水倒灌,此刻氯转变成氯离子（Cl-)并逐渐递增，一段时间后，氯离子浓度会增加至在板片上构成坑蚀，腐蚀的发生比下图所闪现的要低得多。

防范不要在BPHE之前立即放置加氯点，应该尽量远些。

PH值愈高愈好，至少>7。

在BPHE进口，Cl2<0.5ppm。

水温50～60℃时，控制Cl-<150ppm，水温70～80℃时，控制Cl-<100ppm。

氯化钙和溴化锂溶液浓缩的氯化钙溶液在高PH值和低温（<0℃）时，不腐蚀不锈钢。对25%浓度的氯化钙溶液，316L可用于温度<80℃，100%浓度时，可用于温度<20℃。假设用抗腐蚀剂如重铬酸盐，对溶液进行处理，它对铜相同有腐蚀性。当设备中止工作，且使溶液的温度升高，尤其是使溶液的PH值下降了，比如不恰当地用水清洗后，则会引起金属点腐蚀。上述性质相同适用于溴化锂溶液。

防范金属点腐蚀是一种很快的进程，对蒸发器内点腐蚀的影响或许是灾难性的。仅仅运用抗腐蚀的工业溶液。这种溶液正确地阐明，它与铜和不锈钢是相容的。

制冷剂侧的腐蚀

氢氟氯碳化物（HCFC）的分解产品。在必定条件下，HCFC将分解，氯氟和氢将构成盐酸和氢氯酸。

HCFCS或许更简略分解，假设氧气存在，将加速分解。

水的存在。完全单调的氢氯酸和氢氟酸无很大的腐蚀性，在水溶液中成为最强的酸。

高温。<100℃时，危险性很小，但当有催化剂时，分解将加速。镍，铬，钒等以及氧化物可以做催化剂。不锈钢在焊接时可构成这些氧化物。因而在焊接进程中不容许有氧化进程。

油分解进程中有机酸的构成。当有水存在时会加速。矿物油一般不会有费事。一些新式组成油含有十分活跃的双键分子，与水或氧构成有机酸。

氨。单调的氨不会对铜腐蚀。由于水份一般是存在的，在氨制冷系统中，不能用铜钎焊换热器。氨的热力特性意味着紧缩机排气温度较高，有油分解的危险。这或许导致光滑缺点，以及构成无腐蚀性的污垢。在油分解的进程中构成的酸将被氨中和掉。

焊剂（一般不会进入换热器）。焊剂化合物能除去金属表面的氧化物，构成烈性腐蚀剂。

防范常常检查单调器。

束缚紧缩机出口温度。

检查过滤器。假设偶然发生阻塞，这或许是油分解物生成的痕迹。

在焊接接纳时，运用氮气保护（向接纳和设备内吹入氮气）。

BPHE的泄露/不同类型的泄露

泄露的查找

系统检查

—检查停机程序和蒸发温度。冷凝器中压力是否得以控制？冬天最大冷凝压力低会迫使蒸发温度下降。

—检查泊车和发起程序和假设热冲击或许发生的温度改动检查。是否冷流体遽然进入较热的BPHE，或反之亦然？

—检查来自其它设备的振动。是否有可减力或减振的弯头或波纹管？

—在并联紧缩机或BPHE情况下，当一台机组遽然起动或泊车时，或许会导致遽然的压力或温度动摇。是否一切的BPHE都有自身的压力控制器？

—在水侧是否运用了电动阀或电磁阀？在BPHE之后设备电磁阀，或许导致水击。

—是否运用了经过调度工作时间可以半连续工作的阀门？这种阀门或许开1秒，关5秒，从关转向开5秒，关1秒。它们是温度，压力突变的原因。

—水中是否含有过量的氯离子或其它腐蚀剂？试取水样。

外部检查

—在正对进水口处的不和盖板上是否有鼓包？

—两边是否有变形痕迹？

—接纳衔接是否密封？

—检查表面是否有运送或设备损坏？

严峻冰冻-水温控制不当，构成整台产品鼓起。

部分冰冻-水温控制不当，短期在低于0℃工作。

焊接接纳时温控不当-施焊接纳时，无恰当的降温措施，过高的温度传递到接纳底部或靠近的板片上，构成泄露。

板片微裂纹-出厂时板片有非贯穿性的裂纹，一段时间工作后板片被击穿。

规划不当(中心距离095等)-双系统中氟侧中心距离处无加强板，一段时间工作后板片构成疲乏损坏。

BPHE冻住的防止/设备

水冻住进程

壁温恰好是0℃时，不会结冰，有必要有必定的过冷度。

干流水温靠近0℃时，冰层会逐渐加厚终究把整个流道阻塞。

在一个直接胀大蒸发器里，制冷剂的进口温度一般要比蒸发温度高出1.5-2.5℃。活动办法一般是逆流，即温度最低的水将遇到温度最低的液态制冷剂。

在一般的安稳工作工况下，当壁温还没有降到0℃以下时蒸发温度或许已经远低于0℃了。但这种情况会在哪里发生？

—很难承认。取决于温度分布，水和制冷剂的压力降等要素。

—先在一个流道内结冰，流道阻力增加而使水流量减小，水温文壁温被冷却到更低的程度，结更多的冰，直至板片分裂。

—只需蒸发温度低于0℃，冻住都有或许发生。

乙二醇或盐溶液的冻住冻住时，构成的冰晶体中含有纯水，因而该冰晶体的融点是0℃。所以当温度升高时“冰”依然存在，与水结的冰将融化有所不同。

由于这种结冰滞后作用，或许在蒸发器中出现冰的集结现象。所幸的是溶液冰晶体中含有乙二醇或盐，因而它更象一团松懈的泥浆而不象纯冰那样是巩固的一块