辽宁本溪板式换热机组生产采暖供热暖气水水换热站

关键词 平均温差 NTU 板式蒸发器（冷凝器） 板壳式换热器

板式换热器板片的形状有水平平直波纹板， 人字形波纹板， 倾斜波纹板， 球形突出物板， 浅密波

纹板， 硬板， 软板等， 有的传热系数高， 有的压降小。 板式换热器的组合方式有密封垫片式， 钎

焊式， 全焊式， 有的可拆卸， 有的不可拆卸， 有的承压能力强， 耐温能力高。 板式换热器的结构

也从叠置板片式发展到板壳式（类似管壳式） 。 板式换热器板片的面积， 小至 A4， 大至 18 ㎡，

单台换热器面积达 10000 ㎡， 换热器总长度达 13000m， 承压 4.5Mpa， 耐温达 550℃。 板式换热

器的种类从对称流道、 非对称流道、 宽流道板式换热器发展到全焊接板式换热器、 钎焊板式换热

器、 板壳式换热器。 在供热空调系统中板式换热器的用途从水—水换热器， 汽—水换热器发展到

组装式换热机组， 板式（蒸发器、 冷凝器） 热泵机组； 从低温给水器、 高温给水器发展到省能器

（省煤器） 、 空气预热器； 从区域供冷的大型水—水换热器到冰蓄冷的乙二醇—冷水换热器等。

还有在分布式能源系统中的板壳式烟气—热水回收装置和用于热电厂和空调系统中的大型蒸发

式冷却器等。

板式换热器的优化选型是根据板式换热器的用途和工艺过程中的参数和 NTU＝KA／ MC＝△t／

△tm， 即传热单元数 NTU 和温差比（对数平均温差—换热的动力） 选择板片形状， 板式换热器

的类型和结构。 如区域供冷中的水—水换热器的△tm 小到 1～2℃， 换热动力小， 此时， 选择的

板片形状应是传热系数大的浅密波纹板。 又如分布式能源系统中的烟气—水（空气） 热回收器的

△tm 大， 换热动力大， 但烟气温度高， 还希望阻力小， 此时， 优化选择的是承压、 耐温能力高，

烟阻小的板壳式换热器。 水源热泵中要求将约 15℃的水温提高 40℃后至 55℃， 但板式蒸发器（冷

凝器） 的△tm 仅为 4～5℃， 此时的 NTU≈8， 此时选择的是大角孔的传热系数大的钎焊式板式换

热器等。

新型板式换热器指的是非对称流道、 宽流道板式换热器， 板式蒸发器（冷凝器） ， 全焊接板式换

热器， 钎焊板式换热器和板壳式换热器等。

板式换热器和 NTUE

NTUE 表示板式换热器的能力， 换热器的面积是具有一定传热长度的单位传热体的组合， 总传热

长度是单位长度和流程数的乘积。 当 NTUE 是总数时， 若每 1 流程数为 NTUe 时， 则 NTUE＝

n?NTUe（其中 n 是流程数） 。

当 NTUe＝NTUE＝NTUp 时， 换热器为单程。 若 NTUe﹤ NTUp 时， 则换热器应为多流程， 故设

计时应先预定 n。 由于每种板片单程的 NTUe 值基本上是定值， 如适合表 2 中 e 的流量为 25m3

／ h 的单程板式换热器的 NTUe 为 17 ㎡。 从 NTUe＝A?K／ MC 可知， 当 NTUe 为定值时， A?K

成反比， 仍以 e 为例， 当 K＝500kcal／ ㎡?h?℃时， A＝1.67×25000／ 500＝83.5 ㎡， 流程数 n＝83.5

／ 17≈5。 当 K＝2500kcal／ ㎡?h?℃时， A＝16.7 ㎡， 流程数 n＝1。 每***程的 NTUe 如下所示：

K＝500， NTUe＝NTUE／ n＝0.33， K＝2500 时， NTUe＝1.67。 由此可知， 根据 NTUe 即可求出

换热器的流程数， 传热系数和传热面积。 从以上分析可知， 若板式换热器设计不合理， 可能使换

热面积过大， 也可能使板间流速太高， 阻力过大。

1.5 板式换热器制造技术的进步， 板片种类的增加， 提高了板式换热器对各种工艺过程的适应性。

 大 NTU（∽8） ， 小△tm（∽1～2） 的板式换热器满足了区域供冷和热泵机组蒸发器、 冷凝

器的要求。 从以上分析可知， △tm 是换热的驱动力， 若△tm 小， 即意味着驱动力小， 要实现两

种流体之间的换热， 必须增大传热系数， 增大传热面积， 为了使传热面积不至过大， 的方法

是增大传热系数 K。

浅密波纹板片是北京市京海换热设备制造有限责任公司开发的新型板片， 它的传热系数约为

7000W／ ㎡?K， 是水平平直波纹板的 2 倍， 是人字形波纹板的 1.5 倍， 在区域供冷中应用时， 检

测的△tm 约为 1.2。 在作为冰蓄冷的乙二醇和冷冻水的换热器使用中， △tm 约为 1.5。

 板式蒸发器、 板式冷凝器也是北京市京海换热设备制造有限责任公司开发的适应于热泵机组

的新型换热器。 与管壳式蒸发器、 冷凝器相比， 它具有如下优点： 单位体积内板式蒸发器、 板式

冷凝器的传热面积约是管壳式换热器的 3 倍； 板式蒸发器的传热系数约为 1000～1200 W／ ㎡?K，

板式冷凝器的传热系数约为 1500～2000 W／ ㎡?K 均为管壳式换热器的 2～3 倍； 在板式蒸发器

上采用了使制冷剂液体分布均匀的分配器装置， 当蒸发器板片数较多时， 可能会出现制冷剂液体

分配不均的问题， 不能充分利用所有蒸发传热面积， 使蒸发温度低于设计计算温度。 采用分配器

后即能克服上述问题。 有关单位检测数据说明， 板式蒸发器、 板式冷凝器的传热系数在△tm 约

为 2.5～3℃时， 在 1500～2000 W／ ㎡?K 之间， 且阻力小， 满足了热泵机组的要求。

小 NTU（∽0.3～2） ， 大△tm（∽40～90℃） 的板式换热器满足了热回收工艺和工艺加热、

冷却的要求。 当工艺过程在大△tm 的条件下进行换热时， 说明驱动力大， 所需的传热面积较小，

对传热系数要求也不高， 但， 这种工艺过程或者工作压力高， 或者工作温度高， 或者工艺加热、

冷却过程的液体中含有纤维或直径较大的颗粒， 对板式换热器的承压、 耐温能力提出了要求， 对

换热器的板间距提出了要求。