換熱器是間壁熱傳導換熱器。冷介質根據換熱器板的熱傳導,液體與板接觸。傳熱方式是導熱和穩定傳熱。提高板式換熱器換熱效率的關鍵是提高導熱系數和對數的平均溫差。
(1)提高復合相變換熱器的導熱系數
只有提高板冷熱交替兩側的表面熱系數,降低水垢層的傳熱系數,使用導熱系數強的板,降低板厚度,才能有效提高換熱器的導熱系數。
①提升板板表面的導熱系數
由于板式換熱器的波浪圖案可以使液體在相對較小的流速下滲透,因此可以獲得較高的表面導熱系數。表面導熱系數與板波浪圖案的幾何結構和介質流狀態有關。板的波形包括人字、垂直形、球形等。經過多年的研究和實驗,發現波浪圖案結構形式為三角形的人字板具有較高的表面導熱系數,波浪圖案的角度越多,板間通過流道的媒體流速越大,表面導熱系數越多;
②減少污漬層的傳熱系數
減少復合相變換熱器污漬層傳熱系數的關鍵是避免板結構。當板結構厚度為1mm時,導熱系數降低約10%。因此,要注意監測換熱器冷熱交替兩側的水體,避免板結構,避免水中污垢粘在板上。為了避免水和鑄鐵的侵蝕,一些加熱單位在加熱介質中加入藥物。因此,應注意水質和粘性藥物對換熱器板造成污染。如果水中有粘性污垢,應使用專用過濾裝置進行處理。使用藥物時,應選擇無粘性藥物;
③導熱系數強的板
板材材料可選用低合金鋼、鈦金屬、鋼合金等,不銹鋼材料導熱性好,導熱系數約14.4W/(mk),強度高,沖壓性能好,不易發生氧化反應,價格低于鈦金屬和合金銅,但耐氯離子腐蝕性差;
④減少薄板厚度
板設計厚度與耐腐蝕性無關,與換熱器壓力有關,板加厚,可提高換熱器壓力,選擇人字板組成,相鄰板相互反轉,波浪接觸,構成高密度、均勻一致的指導,板角和邊緣密封設計不斷改進,使換熱器承受壓力很好,在滿足換熱器壓力的前提下,應盡量選擇較小的板厚度;
(2)提高對數平均溫差
板式熱交換器流形有倒流、順流和混合流。在相同條件下,倒流時對數平均溫差較大,順流時至少,混合流型在兩者之間。提高熱交換器對數平均溫差的方法是盡量選擇倒流或超過倒流的混合流型,盡量避免提高熱側液體溫度,降低冷側液體溫度。
(3)進出口貿易管理區域明確
與單步安排的板式熱交換器相比,為了維護方便,液體進出口貿易管應盡可能設置在熱交換器連接端的一側。介質溫差越大,流體自然對流越高,停留佩戴的危害越明顯。因此,物質進出口貿易位置應根據熱流體進出,冷液體進出布局,以減少停留佩戴的危害,提高換熱效率。