板片式與管殼式換熱器對比

    對于我公司高低溫試驗箱采用水冷式的制冷系統(tǒng)，我們通常使用的水冷凝器主要有兩種類型：管殼式換熱器和板片式換熱器。
一、管殼式換熱器
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。

     

管殼式換熱器模型圖

管殼式換熱器剖面圖

二、板片式換熱器
    板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設(shè)備。它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達90%以上。

板式換熱器外觀圖

   板式換熱器流程圖

三、板式換熱器與管殼式換熱器的特點比較
1、傳熱系數(shù)高；
板式換熱器由于不同的波紋板相互倒置，構(gòu)成復(fù)雜的流道，使流體在波紋板間流道內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)三維流動，能在較低的雷諾數(shù)（一般Re=50~200）下產(chǎn)生紊流，所以傳熱系數(shù)高，一般認(rèn)為是管殼式的3~5倍。
2、對數(shù)平均溫差大，末端溫差小。
在管殼式換熱器中，兩種流體分別在管程和殼程內(nèi)流動，總體上是錯流流動，對數(shù)平均溫差修正系數(shù)小，而板式換熱器多是并流或逆流流動方式，其修正系數(shù)也通常在0.95左右，此外，冷、熱流體在板式換熱器內(nèi)的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃。
3、占地面積小。
板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預(yù)留抽出管束的檢修場所，因此實現(xiàn)同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。
4、重量輕。
板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的1/5左右。
5、價格低。
采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價格比管殼式約低40%左右。
6、制作方便。
板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，并可大批生產(chǎn)，管殼式換熱器一般采用手工制作。
7、熱損失小。
板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中，因此散熱損失可以忽略不計，也不需要保溫措施。而管殼式換熱器熱損失大，需要隔熱層。
8、容積較小。
板片式換熱器容積約為管殼式換熱器的10%~20%，可以減小制冷劑的充注量，節(jié)約使用成本。
9、不易結(jié)垢。
由于內(nèi)部充分湍動，所以不易結(jié)垢，其結(jié)垢系數(shù)僅為管殼式換熱器的1/3~1/10。
10、單位長度的壓力損失大。
板片式換熱器由于傳熱面之間的間隙較小，傳熱面上有凹凸，因此比管殼式換熱器的光滑管的壓力損失大。
11、易堵塞。
板片式換熱器由于板片間通道很窄，一般只有2~5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)含有較大顆粒或纖維物質(zhì)時，容易堵塞板間通道，管殼式換熱器由于采用直徑較大的光滑銅管換熱，因此其不容易造成堵塞。
通過以上的對比，可以看出板片式換熱器的優(yōu)點比管殼式換熱器多很多，*較大的缺點就是對冷卻水的水質(zhì)要求比較高，因此，我司產(chǎn)品水冷凝器的就是板片式換熱器，在設(shè)計采用對冷卻水進行過處理，防止較大顆粒或纖維物質(zhì)進行板片內(nèi)部，同時在使用過程中定期對冷卻水進行更換以及對管路進行清理，從而可以保證板片式換熱器的正常使用。
如果根據(jù)客戶環(huán)境的特定要求，對于不方便使用板片式換熱器，比如多臺設(shè)備共用冷卻塔，用戶現(xiàn)場水質(zhì)不好控制的情況下，我公司則使用管殼式換熱器。