等截面與不等截面板式換熱器應用于供熱技術對比分析

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等截面與不等截面板式換熱器應用于供熱技術對比分析
 
目前，用于供熱上的板式換熱器按流道分為等截面換熱器和不等截面換熱器，現(xiàn)將兩種產(chǎn)品進行一下技術對比，便于選擇。
等截面換熱器兩側(cè)角孔流體通道橫截面積相同。在熱混合設計沒有出現(xiàn)之前，由于供熱系統(tǒng)一、二次側(cè)流量相差較大，為了滿足二次側(cè)壓力降要求，往往需要無謂的增加換熱面積，增加了設備投資成本，因此各廠家如四平巨元、上海艾克森、山東等一些國內(nèi)板式換熱器生產(chǎn)廠家先后研發(fā)出不等截面板式換熱器，用以適應供熱工況要求。不等截面板式換熱器就是將傳熱板片制成兩側(cè)流體通道橫截面積不等的人字波紋，使相鄰板片橫截面積大的組成寬流道，橫截面積小的組成窄流道，其橫截面積之比約為2：1，板片上的角孔也相應分為大小兩種，流量大的介質(zhì)通過大角孔、寬流道，流量小的介質(zhì)通過小角孔、窄流道。供熱系統(tǒng)的設計中一次網(wǎng)供回溫差一般為40℃，二次網(wǎng)供回溫度差一般為：掛暖20℃，地暖10℃。這就使得一二次網(wǎng)的流量比為1：2或1：4。等截面換熱器的設計流量比為1：1，不等截面換熱器的設計流量比為1：2，理論上講不等截面換熱器更適應設計要求。但實際卻并非如此。
供熱系統(tǒng)的設計中一次網(wǎng)供水溫度一般為110或更高，但在實際運行中一般都在100℃以下。其原因有二：一是目前管道質(zhì)量特別是保溫質(zhì)量不盡人意，這就造成如果提高供熱溫度即采用大溫差小流量的運行方式，散失能量損失遠遠大于增加流量而增加的電能；二是施工問題，目前管網(wǎng)特別是新建管網(wǎng)一般都為無補償設計，對施工的要求很高。但在實際施工中，除了施工自身質(zhì)量以外，由于受到施工條件限制，如原各類管道、電氣線路、通信線路等的影響，有的地方不能完全按設計要求進行施工，因此造成管道的承溫能力下降。目前很多熱網(wǎng)泄漏事故均為提高管網(wǎng)運行溫度造成的，而非因管內(nèi)壓力超高造成的。因此各熱力公司在實際運行中為了安全起見，往往控制運行溫度100℃以下。這就使得一二次側(cè)實際運行流量比并不是1：2，而是1：1.5左右，使不等截面板式換熱器的優(yōu)勢全無。在大流量比的情況下，如地暖工況，設計流量比為1：4，實際運行流量比為1：3左右，不等截面板式換熱器設計流量比為1：2，不能滿足要求。即使采用外旁通，其流量比變成1：2，與實際流量比1：3也不一致。而等截面換熱器采用外接旁通管混合技術，即一半流量流過換熱器，一半流量通過旁通管后與其混合，使得換熱器一二次側(cè)流量比仍在1：1.5以下 ，解決了流量比問題。特別是等截面換熱器采熱混合設計后，即采用大、小角度板組合的設計方式，使流量、熱量與阻力達到完全匹配，在壓力降一定的前提下可以最大限度的提高換熱系數(shù)，彌補了其由于在采用外旁通管（地暖工況下）時提高二次側(cè)出口溫度而減少的對數(shù)平均溫差帶來的影響。在大部分工況下，換熱面積選型均明顯小于不等截面。而不等截面換熱器在設計中不能采用熱混合設計，流量、熱量與阻力的匹配不靈活，因此在實際運行中若要達到供熱要求，面積余量很大。同時，由于不等截面換熱器為國內(nèi)研發(fā)，沒有國外數(shù)據(jù)參考，很多實驗數(shù)據(jù)不全，選型誤差較大，在實際使用中出現(xiàn)較多換熱量不足的問題。
此外，不等截面換熱器的板片由于其板片波紋不是穩(wěn)定的三角形，板片強度下降。在制造過程中板片拉伸較大，成形不好。在板片夾緊時接觸點分布不均勻，因此承壓能力相對較低，若要達到與等截面換熱器相同的承壓能力，必須增加板片厚度，增加了設備成本。同時其需要兩種板片與墊片，提高了安裝維修及備件難度。
基于以上原因，目前供熱中大量的采用等截面板式換熱器，不等截面板式換熱器已較少采用。