熱交換器基礎(chǔ)知識(shí)

熱交換器是一種在空氣和水等流體之間傳遞熱量的裝置。

使用熱交換器的典型設(shè)備是空調(diào)，它通過制冷劑和空氣之間的熱交換來(lái)調(diào)節(jié)室溫。目前已開發(fā)出各種熱交換器的結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)熱交換所使用的流體選擇合適的結(jié)構(gòu)。

熱交換器應(yīng)用
熱交換器的應(yīng)用范圍廣泛，從家用電器到工業(yè)用途，不一而足。以下列舉一些熱交換器的應(yīng)用示例。

家用空調(diào)、熱水器等空調(diào)設(shè)備
汽車散熱器
冷凍食品工廠的商用冰箱
加工廠的氣體溫度控制
蒸汽輪機(jī)冷凝器和省煤器
用于冷卻計(jì)算機(jī) CPU
在家中，熱交換器用于空調(diào)和冰箱。它們通過將熱量從房間或櫥柜內(nèi)部轉(zhuǎn)移出去來(lái)維持所需的溫度。熱交換器也用于熱水器和地暖。

工業(yè)領(lǐng)域的例子不勝枚舉。擁有工業(yè)爐的工廠使用工業(yè)用水或海水來(lái)冷卻熱交換器中的夾套。熱交換器也廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠等基礎(chǔ)設(shè)施，蒸汽發(fā)電中的冷凝器就是一種熱交換器。

散熱器等熱交換器用于冷卻計(jì)算機(jī)。這些產(chǎn)品配備了多個(gè)散熱器，直接安裝在熱源上，使用外部空氣作為冷卻介質(zhì)。

熱交換器原理
熱交換器由管道和翅片組成。

管道是輸送加熱或冷卻介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。管道通常由金屬制成，根據(jù)用途，有不銹鋼或銅等各種材質(zhì)的產(chǎn)品。當(dāng)流體作為熱源流過時(shí)，稱為熱介質(zhì)管道；當(dāng)流體作為冷卻源流過時(shí)，稱為制冷劑管道。

翅片是高效散熱的結(jié)構(gòu)。通常由導(dǎo)熱性優(yōu)異的鋁制成。翅片以褶皺狀安裝在管道等上。

根據(jù)低溫流體和高溫流體的流動(dòng)方向，可分為逆流式和并流式兩種。如果低溫流體和高溫流體的流動(dòng)方向相反，則為逆流式；如果低溫流體和高溫流體的流動(dòng)方向相同，則為并流式。一般而言，逆流式被認(rèn)為熱交換效率更高。

熱交換器的類型
典型的結(jié)構(gòu)類型包括管殼式熱交換器、板式熱交換器和螺旋式熱交換器。其他類型包括空氣翅片式、翅片管式和盤管式。

1.管殼式熱交換器
多管式熱交換器由一根粗圓管和環(huán)內(nèi)多根細(xì)圓管組成。待熱交換的流體流經(jīng)粗圓管，制冷劑或冷卻水流經(jīng)細(xì)圓管進(jìn)行熱交換。每根管子之間相互隔離，因此流體不會(huì)混合，也不會(huì)在它們之間進(jìn)行熱交換。

2.板式換熱器
該熱交換器由多塊經(jīng)過特殊處理的金屬傳熱板疊放而成，高溫流體和低溫流體在板間交替流動(dòng)。

這種類型的熱交換器易于形成湍流，并能實(shí)現(xiàn)較高的熱交換率。其緊湊的設(shè)計(jì)也使其易于安裝在合適的位置。由于其采用堆疊式傳熱板結(jié)構(gòu)，板片數(shù)量可根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整。然而，它不適用于高粘度或含有顆粒的流體，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致板片之間堵塞。

3.螺旋式換熱器
這是一種在螺旋流路中交換兩種流體熱量的熱交換器，可防止兩種流體混合。

由于流道為單流道，即使物質(zhì)附著在熱交換器壁上，也能將其剝離。由于流道寬度較窄，流量較大，因此適用于含有雜質(zhì)的流體的熱交換。

4.空氣翅片式熱交換器
這是由管道和風(fēng)扇組成的熱交換器，用于冷卻。待冷卻的流體流經(jīng)管道，風(fēng)扇的動(dòng)力使空氣通過管道進(jìn)行冷卻。

5.翅片管換熱器
在管狀管道上安裝翅片（傳熱板）以增大傳熱面積的熱交換器。用于空調(diào)的熱交換器。

6. 盤管熱交換器
這是一種將傳熱管盤繞起來(lái)，外側(cè)用圓筒等包圍起來(lái)的熱交換器，在其中插入冷卻或加熱介質(zhì)，與管側(cè)進(jìn)行熱量交換。