板式换热器的发展前景

摘 要：近年随着换热器产品的不断发展升级，一些热效率高，成本低，装拆简单的换热器产品更加受到企业的青睐，板式换热器就是这样一种极具竞争力的产品。本文以板式传热器为研究对象，主要是对其特点、应用及发展趋势进行分析论述，希望能够更好地拓展其工业应用前景。

关键词：板式换热器；特点；发展趋势；应用前景

1 板式换热器的特点分析

1.1 总传热系数高

板式换热器的板间流道，是一个横截面多变、曲折的流道，它很有效地使流体产生湍流，从而降低了液膜的热阻；板片用0.6～0.8mm的薄板制造，降低了壁面的热阻，因污垢很薄，故其热阻也小，另外不会出现像管壳式换热器那样的旁路流。于是板式换热器的总传热系数约为管壳式换热器3～5倍。

1.2 占地面积小

用于同一工况下的板式换热器的占地面积，约为管壳式换热器的五分之一左右，这是由于板式换热器的总传热系数高，减小了换热面积，并且本身紧凑，单位体积内的换热面积，约为管壳式换热器的2倍，又不需附加的检修场地。

1.3 多种介质换热

在一台板式换热器中，只要设置中间隔板，就可以进行多种介质的换热，这一特点是管壳式换热器难以达到的。乳品、饮料等行业中，利用板式换热器这一特点，在一台设备中可实现加热、杀菌和热回收等多种工艺过程，减少设备台位，简化工艺流程，方便操作。

1.4 对数平均温差大

冷、热流体，在板式换热器的板间流动，是平行的流动，且一般可以设计成为逆流的方式，因此温差修正系数高于以错流为主要流动方式的管壳式换热器的温差修正系数，其结果使得对数平均温差大于管壳式换热器。

1.5 末端温差小

末端温差是指一种流体入口温度与同侧另一种流体出口温度之差。板式换热器的流道是相互平行的，一个换热流程内的流体（程内有多个流道）虽然流量分配并不十分均匀，但各流程之间不会有短路、旁路等现象，对此，流体在流道内的运动不会对末端温差有任何的影响。对水—水换热而言，板式换热器的末端温差可低达1～2℃，而管壳式换热器甚至难以使流体末端温差达到5℃以下。

2 板式换热器的应用

2.1 在供热、空调和生活用水中的应用

集中供热、空调和生活用水的换热工况比较简单、规范，工作压力、工作温度都不高，介质属于中性，所以选用板式换热器十分理想。20世纪80年代初，我国开始采用板式换热器水—水或气—水换热连续供热，取代传统的间隙式汽暖供热。这一供热方式的改变，取得了很好的经济效益，一般可节煤20%～30%，现在普遍地为熱力站所采用。冰蓄冷中央空调系统中，板式换热器也是十分理想的换热设备，乙二醇入口温度为4℃。出口温度为10℃，水入口温度为7℃、出口温度为12℃。一般该换热器的总传热系数可选取K=4000W/（m2*K）。

恒温设施、游泳池等生活用热水供应中，采用板式换热器的效果也十分良好。如果用0.3MPa的蒸汽加热生活用水，水的入口温度为15℃，出口温度为40℃，则1m2换热面积，可生3～4t/h生活用水。

2.2 在食品工业中的应用

板式换热器在刚刚问世的时期，乳品、啤酒和饮料等食品工业就采用了它。究其原因，除传热效率高、清洗方便，可保持良好的卫生条件等优势外，它可将加热、杀菌、冷却、热回收等几个工艺过程集中于一台设备实现，这是其他换热设备难以达到的。所以乳制品工业中的高温瞬时供养菌器（HTST）、超高温瞬时杀菌器（UST）等设备均采用的是板式换热器。此外，酸牛奶、啤酒、黄酒、果酒、果汁、豆奶以及其他饮料的杀菌、加热、冷却等工艺过程设备也都采用的是板式换热器。

2.3 在石油和石化工业中的应用

海上石油平台的造价十分昂贵，所以要求上部设备效率高、体积小、重量轻，板式换热正是符合这些要求的换热设备，用于冷却机械润滑油、缸套冷却水（淡水）。冷却用水都直接取自海水，所以板片的材料一般都用钛板。在炼油厂，板式换热器主要用于水/水循环冷却、余热回收、原油加热、润滑油冷却式加热、电脱盐脱水等工艺过程中。

2.4 在冶金工业中的应用

在钢铁、铜、铝、锡、锌等有色金属工业中，大量采用板式换热器用于炉体冷却液、轧滚润滑液、电解液、喷淋液等工艺介质的冷却。因为这些工况的温度、压力都不太高，介质又没有强烈的腐蚀性，可有效的发挥板式换热器的技术特点。

3 板式传热器的发展趋势

21世纪后，大量强化传热技术得以应用，换热器行业在技术水平上迎来大的飞跃，开始强调综合成本与换热效果的优化匹配。前瞻产业研究院发布的《中国换热器行业发展前景预测与转型升级分析报告》指出，从换热器的技术发展演变可以看出，换热器行业只有不断进步发展，才能保持旺盛的生命力。在新时期，产品大型化、高效化、节能化成为主要趋势，开发应用新材料、更新换代技术、不断细分产品应用领域也是换热器行业发展的必然趋势。

4 结束语

综上所述，基于以上对板式换热器的技术特点和应用现状的分析，今后应遵循其发展趋势对其进行更深层次的研究，以进一步提高其技术性能，扩展其应用领域。

参考文献：

[1]赵晓文，苏俊林.板式换热器的研究现状及进展[J].冶金能源，2011（01）.

[2]余静飞.板式换热器优化设计研究[D].乌鲁木齐：新疆大学，2013.

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