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一、 板式換熱器工作原理
1. 工作原理可拆式板式換熱器是高效的間壁式換熱設備,由若干金屬波紋板片交替排列,通過橡膠質(zhì)的密封墊片形成冷熱通道,實現(xiàn)全逆流換熱。板式換熱器簡單的工作原理, 結構組成, 請參考下圖(圖 1.可拆式板式換熱器)。
2. 特點1) 結構緊湊、節(jié)約空間:可拆式板式換熱器的結構設計緊湊,整體尺寸較小,與管殼式換熱器相比,可節(jié)約 50%-80%的空間。2) 節(jié)能、高效:相同的工作條件,需要的冷卻介質(zhì)更少。所以,工況相同時,需要的推動功更少。3) 板片材質(zhì)多樣化:可根據(jù)用戶介質(zhì)的酸堿性選擇相應材質(zhì)的板片,以滿足用戶產(chǎn)品的使用壽命。4) 維修成本低、保養(yǎng)方便:模塊化設計,后期維修方便,如有損壞可更換單個模塊,更經(jīng)濟。而且,在清理污垢時,可拆式板式換熱器可以很容易的打開。而且,用于表面清潔的清潔劑,可以是高壓水(特殊工作環(huán)境中可用酸液進行清洗)。
3. 關鍵技術1) 板片流體分配設計:有分流、導流、換熱三區(qū)的設計, 能夠減少因流量分配不均勻而產(chǎn)生的換熱效率下降、流動死區(qū)增大、局部結垢傾向增大等弊端。2) 板片面接觸設計:板片導流區(qū)與換熱區(qū)的波紋峰谷面接觸設計,在改善板片換熱效率方面起到至關重要的作用。3) 不同的通道設計:板片的 H、L大小角度,B、M寬窄流道的設計,能夠更好的使用不同狀態(tài)的流體介質(zhì),合理的調(diào)節(jié)流量、壓降、傳熱的強弱程度等。4) 膠墊的卡扣、 截面、泄漏腔、 雙密封等設計, 很好的解決了板片與板片相擠壓, 所產(chǎn)生的強度, 密封性,緊湊性等問題。
二、 熱泵系統(tǒng)板換解決方案
1. 熱泵系統(tǒng)中的板換在水地源熱泵系統(tǒng)中, 以是否需要二次換熱分為兩類。具體分類如下:1) 不需要二次換熱當?shù)叵滤|(zhì)比較潔凈時, 即地下水中的固體顆粒程度、 酸堿性等對熱泵機組的影響不是很大時, 可以直接進入熱泵機組參與氟路系統(tǒng)的熱交換。系統(tǒng)示意圖如下圖(圖2.潔凈地下水熱泵系統(tǒng)示意圖)。
2) 需要二次換熱當?shù)叵滤|(zhì)較差時, 即地下水含泥沙等固體顆粒較多、 有酸堿性(如含鐵等金屬離子較多顯堿性) 等會腐蝕、 破壞熱泵機組時, 需要增加一個水路循環(huán),進行二次換熱。該二次換熱所用的設備即可拆式板式換熱器。系統(tǒng)示意圖如下圖(圖 3.不潔凈地下水熱泵系統(tǒng)示意圖)。
3) 建議當夏天不太熱時, 使與地下水進行熱交換的水路循環(huán), 直接給使用側降溫。此建議, 僅供系統(tǒng)設計者參考。系統(tǒng)示意圖如下圖(圖 4.改進方案系統(tǒng)示意圖)。
2. 板換所解決的問題根據(jù)現(xiàn)場水質(zhì)檢測如下表(表 1.水質(zhì)檢驗報告單摘錄) 以及現(xiàn)場實際考察情況, 我們知道地下水顯堿性, 含泥沙等固體顆粒較多, 含鐵離子較多。如果直接進入熱泵機組, 在設備運行中會嚴重的腐蝕設備, 堵塞機組, 縮短機器使用壽命,降低工作性能。所以, 增加二次換熱使用可拆式板式換熱器能夠解決以下問題。
1) 解決問題一:腐蝕性因該地下水顯堿性, 含鐵、 銅等金屬離子較多, 會與所接觸的金屬面產(chǎn)生氧化還原反應, 腐蝕換熱器板片。熱泵機組中使用的換熱器為釬焊式板式換熱器, 限于該設備生產(chǎn)工藝, 板片材質(zhì)只能為不銹鋼 304 或 316。而可拆式板式換熱器則沒有這種限制, 材質(zhì)多樣,可以選用不銹鋼 316L 和耐腐蝕性更好的鈦。2) 解決問題二:堵塞因該地下水中含有一定程度的固體顆粒, 會對換熱器產(chǎn)生堵塞, 影響換熱系數(shù), 流體介質(zhì)流量。而且, 會磨損堵塞處的板片, 造成穿孔等惡劣現(xiàn)象??刹鹗桨迨綋Q熱器的流道深度要比熱泵機組中的釬焊式板式換熱器深的多,可以在上述情況下, 有很好的流動性。具體流道深度見下表(表 2.可拆式板換部分流道深度統(tǒng)計)。
3) 解決問題三:降低維修成本、 保護機組、 節(jié)省維修時間首先, 從設備維修上講。如果沒有二次換熱, 會很容易破壞機組中的換熱器,而釬焊式的換熱器一旦破壞, 必須整體換熱器更換。而增加二次換熱的可拆式換熱器, 則可以拆卸更換其中的零部件。然后, 從保護機組上講。因地下水有腐蝕性的緣故, 都會對換熱器進行清洗,而清洗會對換熱器產(chǎn)生一定的破壞且是不可逆的。所以, 增加二次換熱, 需要進行清洗的是可拆式的換熱器, 會起到保護熱泵機組的效果。*后, 從節(jié)約維修時間上講??刹鹗綋Q熱器的故障維修難度和熱泵機組的故障維修難度是不言而喻的。
三、 板換的維修和保養(yǎng)
在板式換熱器的使用過程中,由于水處理設備運行不當,水質(zhì)控制不嚴,將不符合水質(zhì)標準的循環(huán)水注入換熱器,水中的鈣鎂碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物。這些沉淀物,一部分粘結在受熱較大的換熱器受熱面上,形成堅硬的水垢;另一部分懸浮在循環(huán)水中沉積在流速較低的受熱面上,形成二次水垢。由于水垢的導熱性能極差, 使板式換熱器傳熱惡化,大大降低了傳熱效率,造成熱能的嚴重浪費。所以, 換熱器要定期的維護保養(yǎng)。
來源:暖通空調(diào)在線論壇
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