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| 熱交換 |
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中文名: 熱交換 外文名: heat exchange 別 名: 換熱 類 別: 用於空調排風能量回收的節能設備 方 式: 熱傳導、熱對流和熱輻射 設 備: 熱交換芯 |
熱交換就是由於溫差而引起的兩個物體或同一物體各部分之間的熱量傳遞過程。熱交換一般通過熱傳導、熱對流和熱輻射三種方式來完成。[1]
定義
熱交換又稱換熱。 熱能從熱流體間接（例如經過間壁）或直接傳向冷流體的過程。 性質複雜，不但要考慮經過間壁的熱傳導，而且要考慮到間壁兩邊流體的對流傳熱，有時還須考慮到輻射傳熱。 在化學工業中常遇到的熱交換問題，一般是溫度不高，但種類很多，計算也很繁複。 工業中的換熱方式主要有間壁式、蓄熱式和混合式三種。
熱交換的方式
熱交換主要用熱交換芯來進行。 熱交換芯是用於空調排風能量回收的節能設備。其主要部件是外殼體，換熱芯體和過濾器。由於換熱芯體中採用有傳熱傳透性能的材質，所以應用於空調系統時可以利用排風在夏季時預冷乾燥新風，在冬季時預熱加濕新風，使新風負荷顯著降低，從而節省冷熱系統能耗，對小系統規模，節省運行費和降低峰值用電量都十分有利。其全熱交換效率與換熱芯體的結構特徵，通過風量，通過芯體的兩股空氣的風量比值以及進風參數有關。 膜式空氣全熱交換器（全熱交換芯體） 可以利用室內排風中的能量來預冷（熱）引入的室外新風，從而達到降低新風系統能耗的目的。將全熱交換器應用於中央空調系統中，不但可以提高室內空氣品質，而且可以有效地降低新風負荷，減少冷熱源設備的裝機容量，提高空調系統運行效率、節省系統運行費用等。 為求省能與舒適性兩方面均能兼顧，更須能一邊進行熱交換一邊進行換氣的全熱交換器。 直角交叉型鋸齒板鰭片式的氣對氣全熱交換器 是最具代表性的一種全熱交換器素材，採用特殊加工的隔板與間隔板所構成。給氣與排氣的氣流路徑完全被隔板所分開，使給氣與排氣不會混合在一起，能常保導入新鮮的外氣。經由全熱交換器素材的特殊加工紙，利用其所具有的熱通過與透濕性等各種性質，排氣與給氣通過全熱交換器素材時溫度（顯熱）的熱傳達做熱傳導的交換；利用水蒸氣分壓差濕度（潛熱）透過隔板的特殊加工紙進行全熱的交換。 全熱交換器是新風換氣機的一種，這種設備不需要主機提供冷熱源，直接回收空調房間空氣進行換熱，號稱節能環保的健康建築的標配，空調的理想搭檔。
水水直混式
水水直混式換熱機組。該機組主要由混合罐、循環泵、回水加壓泵、溫控裝置、控制儀表及控制櫃等部分構成。本機組換熱效率高，製造成本低，節能效果顯著，器主要特徵在於一次高溫水和低溫二次水在混合罐中之直接混合換熱，並充分利用一次水的壓力，最大限度的降低二次水的循環水泵功率。機組有如下特點： 1.換熱效率高達100%。由於高低溫水部分或全部進行充分混合，高低溫回水無溫差運行，且沒有結垢存在的熱阻，故換熱機組效率高達100%，遠遠高於板式和管殼式換熱機組。 2.節能效果顯著 （1）高溫一次水與部分二次水回水進入混合罐進行換熱，提升二次網溫度後進入採暖供水系統，另一部分回水直接回到一次高溫水系統，這樣高溫水換熱溫差由30℃變為70℃，在保持低溫二次水流量不變的情況下，高溫一次水流量減少為原來的二分之一；在換熱量一定的情況下，二次水的溫差增加為原來的兩倍， 循環水量降低到原來的二分之一左右。 （2）節約管網投資，在二次水量不變的情況下輸送的高溫一次水流量減少到50%左右，高溫水管徑可降低20%，造價減少30%左右。 （3）節約電能，以供十萬平方採暖面積為例，其他常規型換熱機組需配設備45KW(Q=45立方/小時，H=32m, P=45KW)的水泵，每個供暖期耗電費用為12.963萬元，如果採用水水直混式換熱機組則耗費用為8.3萬左右，每年可節約4.963萬元。 3.無需軟化水裝置，可節約投資，系統正常運行後，不需啟動補水泵，由於採用新技術，一次高溫水可直接補入二次管網中，可大大降低系統補水定壓所消耗電能和水。 4.安全可靠，機組具備高智能自動化控制，可實現超壓、超溫、自動調節二次網系統溫度等功能，並可實現運程監控，為用戶提供高枕無憂的運行平台。 5.整套機組結構緊湊，占地面積小，大大節省土建投資，同時，由於換熱效率高，運行中系統又無需補水，整個機組節電、節水效果顯著，為用戶創造可觀的經濟效益。 6.應用條件寬廣，對高溫一次網壓力、溫度的適應性強 換熱率達100%，遠遠高於板式和管殼式換熱器。
汽水直混式
熱敏傳感換熱機組是汽水直混式熱交換機組。該換熱機組以高效熱敏傳感換熱器為主機，將通用換熱站內循穩壓系統、控制系統等高度集成於一體，充分利用了當代流量變頻控制、熱量自動監測控制、遠傳網絡通信控制等先進技術，使機組最大限度的實現自動化、智能化。整個機組統籌兼顧組合精良，量身定做，機組整機出廠，安裝快捷方便，安裝費用極低。 熱敏傳感換熱機組特點： 1.傳熱迅捷、換熱高效、換熱效率可達100%。 2.冷凝水充分回收，循環利用，整個系統水自潔防垢，換熱器、散熱器及換熱系統可保持長效穩定高效的熱交換性能，最大限度降低系統結垢現象，不會因難以克服的結垢弊端而降低系統換熱效率。 3.換熱器採用全不鏽鋼製作，產品結構設計科學，工藝製作精良，使用壽命長，可達20年以上。 4.關鍵部件採用德國先進工藝技術及訂單加工，因而主機不受蒸汽壓力及系統壓力影響，有效消除噪音、汽擊現象，整機運行平穩。 5.冷凝水被完全吸收和利用，系統沒有特殊原因，無需設置補水裝置，大大節約了系統用水及運行費用。 6.整套機組結構緊湊，占地面積小，大大節省土建投資，同時，由於換熱效率極高，運行中系統又無需補水，整個機組節汽、節電、節水三位一體，為用戶創造可觀的節能效益。 7.機組具備高智能自動化控制功能，可實現超壓、超溫保護，斷電蒸汽自動切斷及室外溫度自動補償功能並可實現遠程監控，為用戶提供高枕無憂的運行平台。 8.應用領域廣闊，可廣泛用於熱電、廠礦、食品醫療、機械輕工、民用建築等領域的採暖、熱水洗浴及其他用途。 9.應用條件寬泛，可用於較大壓力、溫度範圍的熱交換。
板面式熱交換
板面式換熱器不同於一般傳熱面用管做的管式換熱器。它們的共同特點是被用作傳熱面的板是平板或稍帶錐度的傘板，其上有各種凹凸條紋，或有各種不同斷面形狀的翅片當流體流過板面時就會產生擾動，使邊界層減薄造成湍流，從而獲得較高的傳熱效率。相對於管殼式換熱器來說，它們具有傳熱效率高，結構緊湊，重量輕等優點。又由於流體在換熱器中無論進行並流、逆流、錯流都可以，板片還可以根據傳熱面積的大小而增減，因此適應性較大，應用日趨廣泛。隨着對板式換熱器研究的不斷深入，其形式也越來越多。
管殼式間壁式
管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成，殼體多呈圓形，內部裝有平行管束或者螺旋管，管束兩端固定於管板上。 在管殼換熱器內進行換熱的兩種流體，一種在管內流動，其行程稱為管程；一種在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。管子的型號不一，過程一般為直徑16mm、20mm或者25mm三個型號，管壁厚度一般為1mm、1.5mm、2mm以及2.5mm。進口換熱器，直徑最低可以到8mm，壁厚僅為0.6mm，大大提高了換熱效率。管殼式換熱器，螺旋管束設計，可以最大限度的增加湍流效果，加大換熱效率。內部殼層和管層的不對稱設計，最大可以達到4.6倍。這種不對稱設計，決定其在汽-水換熱領域的廣泛應用。最大換熱效率可以達到14000w/㎡.k，大大提高生產效率，節約成本。同時，由於管殼式換熱器多為金屬結構，隨着我國新版GMP的推出，不鏽鋼316L為主體的換熱器，將成為飲料、食品，以及製藥行業的必選。 性能特點 1.高效節能，高效節能是管殼式換熱器最主要的一項特點，也是人們最常使用他的主要原因，節能是他的特點同時也是優點，管殼式換熱式可以達到6000-8000W/m2.。C。 2.使用壽命長，管殼式換熱式基本都是採用全不鏽鋼材製作的，耐腐性比較高，同時也不生鏽，延長了他的使用時間，一般每台管殼式換熱器可以使用接近20年的時間，這對於降低企業的生產成本是有極大好處的。 3.採用納米技術，納米技術是當今世界最為先進的一項科技，在許多領域都有使用，在管殼式換熱器上同樣収使用，採用納米技術的管殼式換熱器的換熱效果比以前高了接近一倍左右，顯著增大了傳熱係數。 4.應用領域廣闊，在我國大力發展工業的環境下，管殼式換熱器的應用範圍也越來越廣，在我國熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫藥、能源電子、機械輕工等領域都有使用，使用範圍非常闊。 5.維修費用低，對於工業企業來說，換熱器的維修費用是比較受到關注的，但是管殼式換熱器的維修保養費用是比較低的，並且操作性比較的簡單易學，使用非常靈活，設計結構也可以根據生產要求進行更改，同時安裝也簡單方便。