基本介紹
- 中文名：表面熱變換器
- 外文名：Surface Heat Exchanger
- 別名：表面換熱器
- 類型：換熱元件
- 領域：能源
- 學科：熱力學
定義,表面換熱器特點,表面換熱器的構造,光管式,肋管式,表面換熱器安裝,表面換熱器處理空氣過程,強化表面換熱器的主要途徑,新型表面換熱器,噴水式表面冷卻器,螺旋折流板換熱器,折流桿式換熱器,空心環管殼式換熱器,HiTRAN繞絲花環換熱器,
定義
表面換熱器包括空氣加熱設備和空氣冷卻設備。它的原理是讓熱媒或冷媒或製冷工質流過金屬管 道內腔，而要處理的空氣流過金屬管道外壁進行 熱交換來達到加熱或冷卻空氣的目的。
表面換熱器特點
⑴採用封閉水系統，可省去冷水箱和回水箱，管路簡單
⑵採用肋片管結構，設備體積小，所需機房面積小，安裝方便
⑶處理空氣的總電量消耗低
⑷冷凍水漏損少
⑸水和空氣不相互污染
表面換熱器的構造
光管式
最早的表面換熱器是用光管焊制的，即所謂光管換熱器。光管式表面換熱器構造簡單，易於清掃，空氣阻力小，但其傳熱效率低，巳經很少套用。
肋管式
為了增強空氣側換熱，通常在空氣側加設肋片。空氣加熱器與表面式冷卻器構造與型式相似，都是由肋片管組合而成的。為使表面式換熱器性能穩定，應保證其加工質量，力求使管子與肋片間接觸緊密，減小接觸熱阻，並保證長久使用後也不會鬆動。根據加設肋片的方法不同，表面式換熱器主要有以下幾種類型：
（1）繞片式換熱器： 將金屬帶用繞片機緊緊地繞制在管子上製成片管，再用繞片管組成繞片式換熱器。繞片有皺褶，可增加傳熱面積和增強空氣擾動；但空氣阻力增加和易積灰。
（2）串片式換熱器：在肋片上事先沖好相應的孔，然後再將肋片與管束串在一起，可以加工成串片管。用這種肋片管可組成串片式換熱器。
（3）軋片式換熱器：用軋片機在光滑的銅管或鋁管外表面，直接軋出肋片，可製成軋管。這種肋片管可以組成軋片和管子是一個整體，所以傳熱效果更好。
（4）鑲片式換熱器：將金屬帶繞有螺旋槽管子的槽內，再經擠壓，使金屬帶緊密地鑲嵌在槽內，可製成鑲片管。用這種助片管可組成鑲片換熱器
表面換熱器安裝
表面換熱器可以垂直安裝、水平安裝和傾斜安裝.
（1）垂直式（肋片亦保持垂直）
（2）水平式（用汽時注意坡度）
（3）傾斜式（利於緊縮設備體積）
換熱器的串並聯應根據通過空氣量的多少和需要的換熱量大小來確定.
表面換熱器處理空氣過程
根據主體空氣與邊界層空氣的參數不同，表面式換熱器可以實現3種空氣處理過程等濕加熱、等濕冷卻和減濕冷卻過程。
（1）當邊界層空氣溫度高於主體空氣溫度時，將發生等濕加熱過程；
（2）當邊界層空氣溫度雖低於主體空氣溫度，但尚高於其露點溫度時將發生等濕冷卻過程或稱乾冷過程。由於等濕加熱和冷卻過程中，主體空氣和邊界層空氣之間只有溫差，並無水蒸汽分壓力差，所以只有顯熱交換。
（3）當邊界層空氣溫度低於主體空氣的露點溫度時，將發生減濕冷卻過程或稱濕冷過程(濕工況)。通過換熱器表面不但有顯熱交換，也有伴隨濕交換的潛熱交換.
強化表面換熱器的主要途徑
（1）最佳化結構參數，增大傳熱面積，減小接觸熱阻
（2）以二次翻邊片取代一次翻邊
（3）採用波紋片、條縫片、波形沖縫片和針刺型片等新型肋片
（4）採用內螺紋管 （強化管內側換熱）
（5）套用親水性表面處理技術（鍍親水膜）
新型表面換熱器
噴水式表面冷卻器
兼有噴水室和表冷器的雙重作用，從而彌補了普通表冷器的不足 在表冷器前設定了噴嘴，將水噴在表冷器外表面形成一層，而空氣則通過與水膜進行熱、濕交換來達到加濕和淨化的目的。
螺旋折流板換熱器
折流桿式換熱器
20 世紀70 年代初,美國菲利浦公司為了解決天然氣流動振動問題,而研究出的新型換熱器。研究表明,這種換熱器不但能防振,而且傳熱係數高。
空心環管殼式換熱器
其特點：(1)殼程流阻低。殼程軸向流道空隙率達80%的空心環管間支承物對縱向流體的形體阻力幾乎可以忽略。(2)傳熱膜係數高。
HiTRAN繞絲花環換熱器
該型換熱器是英國CalGavinLtd.公司開發的一種新產品,採用一種稱之為Hitanmatrixelements的花環狀內插物,實是一種金屬絲翅片管狀元件。
