影响换热器换热效率的主要因素以及提高换热效率技术

Question

Accepted Answer

自上个世纪20年换热器的出现至今，换热器已经有近100年的发展历史，换热器的形式越来越丰富，换热器在工厂、宾

馆、酒楼、办公大厦、娱乐场所的文娱场所已被广泛地应用。

图1冷却机

换热器在应用于工业领域里，工业用水量中，冷却水占全用水的60％以上，但冷却水在循环系统中，由于水温度的升

高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂

物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，容易产生微生物的大量滋生、设备腐蚀和沉积物，以及由此形成的

粘泥、污垢堵塞管道等问题，甚至使设备停产，造成经济损失。

图2管道堵塞

图3管道内壁结垢

图4管道外壁结垢

据观察研究，90%以上的普通管壳式换热器都存在不同程度的结垢问题。由传热速率方程式Q=KS△tm可知影响换热器

换热效果的主要因素有：传热系数K、传热面积S和平均温差△t。转热面积S下降，造成传热性能变差，传热效率下降，其下

降幅度平均可达30%以上。除直接造成能量损失外，还会导致生产装置运行负荷降低，影响生产能力。另外，设备结垢还会

引起流体流动阻力增加，从而带来设备动力消耗的增加，以及周期性清洗，也增加了设备的运行成本。

图5管道孔对比

换热器结垢后，其热阻明显增加，此时的冷媒（或热媒）流量不变，流体不容易把冷量（或热量）传输到被交换的工作

流体侧，其换热效率将明显变差。在这种状况下，若工艺依然要求维持原有的交换效率不变，则必须在提高进水压力的同时

加大进入热交换器的流量，这就造成了双倍的能耗增加。

显然这对换热器设备自身能除垢能力要求非常高，就拿杭州沈氏节能科技股份有限公司研发的新一代壳管式换热器来

说，沈氏130KW壳管式换热器采用 7mm传热管升级、螺旋折流板优化、螺旋槽管、内管表面强化处理、并组合使用多项

沈氏专利分配器，能有效提升换热器自身除垢能力，从而提高换热器换热效率。

图6沈氏130KW壳管换热器

图7内管壁螺旋槽

7mm换热管，底壁厚0.35mm,齿数、齿高和螺旋角均为自有参数，反复优化结果。

图7沈氏专利设计—分配器

图8压花处理和螺旋槽管

换热管采用螺旋槽管设计和强化表面处理，能增强流体的扰流，提高换热器除垢能力，降低表面结垢厚度，增强了换热

器换热能力。

杭州沈氏新一代壳管式换热器性能好、使用安全、使用寿命长、体积小、性价比高，广泛应用于冷热水机组和模块机

等。