板换换热器及换热原理
最全面的板式换热器知识(原理、结构、设计、选型、安装、维修)
最全面的板式换热器知识（原理、结构、设计、选型、安装、维修）板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。
板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。
它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。
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板式换热器基本结构及运行原理板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
钎焊换热器结构板式换热器主要结构⒈板式换热器板片和板式换热器密封垫片⒉固定压紧板⒊活动压紧板⒋夹紧螺栓⒌上导杆⒍下导杆⒎后立柱由一组板片叠放成具有通道型式的板片包。
两端分别配置带有接管的端底板。
整机由真空钎焊而成。
相邻的通道分别流动两种介质。
相邻通道之间的板片压制成波纹。
型式，以强化两种介质的热交换。
在制冷用钎焊式板式换热器中，水流道总是比制冷剂流道多一个。
图示为单边流，有些换热器做成对角流，即：Q1和Q3容纳一种介质，而Q2和Q4容纳另一种介质。
板式换热器所有备件都是螺杆和螺栓结构，便于现场拆卸和修复。
运行原理板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器,构造包括垫片、压紧板（活动端板、固定端板）和框架（上、下导杆，前支柱）组成，板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷/热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换，以达到用户所需温度。
每块板片四角都有开孔，组装成板束后形成流体的分配管和汇集管，冷/热介质热量交换后，从各自的汇集管回流后循环利用。
换热原理：间壁式传热。
单流程结构：只有2块板片不传热－头尾板。
双流程结构：每一个流程有3块板片不传热。
板片和流道通常有二种波纹的板片(L 小角度和H 大角度)，这样就有三种不同的流道(L,M 和H)，如下所示：L：小角度由相邻小夹角的板片组成的通道。
板式换热器结构及工作原理
板式换热器结构及工作原理要了解板式换热器，首先看一下其结构图：板式换热器是按一定的间隔，由多层波纹形的传热板片，通过焊接或由橡胶垫片压紧构成的高效换热设备。
按其加工工艺分为可拆式换热器和全焊接不可拆式换热器，办焊接式换热器是介于两者之间的结构，即两种流体作为相对独立的结构体进行组装的。
板片的焊接或组装遵循两两交替排列原则组装时，两组交替排列。
为增加换热板片面积和刚性，换热板片被冲压成各种波纹形状，目前多为v型沟槽，当流体在低流速状态下形成湍流，从而强化传热的效果，防止在板片上形成结垢。
板上的四个角孔，设计成流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。
板式换热器的特点：（1）由于采用0.6mm—0.8mm不锈钢片，传热效率得以极大的提高。
（2）体积小，是管壳式换热器体积的1/3——1/5，既节省了金属材料，又减少了占地面积。
（3）组装灵活，便于推行标准作业，从而为进一步降低生产成本带来可能。
（4）不易结构，清洗方便，便于日常维护。
（5）由于体积小、响应迅速，运行热损失小。
（6）焊接式板式换热器的缺点是焊接工艺要求高、带来成本的增加：可拆卸换热器运行温度受密封材料制约，一般在200摄氏度以下，耐压能力也较差。
实际应用中，根据不同用户的要求，选择不同的换热器。
一般工矿企业、社区楼宇集中供热换热站采用可拆式换热器，家庭生活用热水、室内空调等小功率用户采用全焊接式板式换热器。
随着焊接技术和工艺的不断改进和提高，大功率换热器采用全焊接工艺将日益普及，结构更趋经凑合理。
发展展望：据统计，在现代石油化工企业中，换热器投资占30% ~40%。
在制冷机中，蒸发器和冷凝器的重量占机组重量的30% ~40%，动力消耗占总动力消耗的20% ~30%。
可见换热器对企业投资、金属耗量以及动力消耗有着重要的影响。
大力发展板式换热器更替原有效率低下、材料消耗惊人的陈旧换热器是节能降耗有效途径，行业发展也将迎来新的机遇。
板式换热器原理
板式换热器原理板式换热器是经过特殊设计的传热装置，主要用于换热介质之间的传热，由若干板片（通常为304或316不锈钢制成）及对应的连接件组成。
板式换热器把一股高温（或低温）液体经过相邻两隔板之间的空间传递热量，使另一股低温（或高温）液体温度达到所需要的温度，从而达到降温（或加热）的目的。
板式换热器的组成部件有框架，传热板（交换板），板夹，传热条，边板，液体进出口等。
传热板由若干片构成，每片传热板上下有水平宽槽，这种设计可以使液体流速降低，从而使换热效果更好。
板夹使每片传热板固定在框架上，传热条密封框架之间的空隙，避免传热介质的混合。
边板夹住每片传热板，从而使整个板式换热器结构牢固。
板式换热器的换热原理基于传热原理。
在板式换热器内，传热条和传热板之间的空隙称为传热界面，传热板的表面与流体的表面也是传热界面。
当热媒流出传热板表面时，热媒会传热到接触到它的其他表面，例如，在相邻两板之间的空间传热，因此，热量会由一个流体传给另一流体，由此使温度得以达到要求。
板式换热器的大小和结构设计都与其传热快慢有关，传热速度越快，就越能使温度得以快速恢复到要求的温度，因此，在选择板式换热器时，除了考虑其价格，还要考虑其传热效率。
板式换热器的优点在于其结构简单，机械强度高，占地面积小，换热空间大，可以较好的利用换热板的表面积。
其缺点在于操作，安装和维护费用比较高，重量较重，清洗困难，换热速率受各种因素影响，例如液体流速、液体粘度和温度等。
综上所述，板式换热器是广泛使用的换热设备，其原理基于传热原理，它结构简单，传热效率高，但需要较高成本。
因此，在选择和使用板式换热器时，应全面考虑换热器的传热效率、重量和价格等因素，以便合理选择和更好的使用换热器。
板式换热器基本知识
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五、板式换热器的工作原理
可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔, 四周通过垫片密封，并用框架将换热器的板片和垫片压紧螺旋 重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和 汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片 两侧的流道中流动，通过板片进行热交换.
• 框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓 等构成。
• 板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活 动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。
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20表面压制成为波纹型或槽型,以增加板的刚度，增大流体的湍流
程度，提高传热效率.其材质一般为不锈钢、铜、铝、铝合金、钛、镍等。板角处的角
3、上、下导杆：可以保证板片定位，通过端板将板片压紧。
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四、板式换热器的相关参数
1、板间距：相邻两板片间的平均距离b.
2、工作压力： 板式换热器在正常压力工作情况下,任何一侧可能出现的最高压力。
3、设计压力：在相应的设计温度下,用以保证板式换热器正常工作的压力,该压力值不得 低于工作压力。
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六、板式换热器的优缺点
优点： 1、结构紧凑,单位体积换热面积大. 2、适应性强，可通过增减板片满足所需的换热面积。 3、热量损失小 4、由于板隙（2-8mm）较小，物料可以快速薄层通过，能够精确
控制换热温度。
新能源汽车板式换热器工作原理
新能源汽车板式换热器工作原理
新能源汽车的板式换热器是一种用于散热的关键部件，它的工
作原理如下：
首先，新能源汽车的板式换热器是通过冷却液循环系统工作的。
冷却液从发动机中流过，吸收发动机产生的热量，然后通过管道输
送到板式换热器中。
在板式换热器内部，冷却液流经一系列平行排列的金属板，这
些金属板上通常有细小的凹槽，以增加表面积，从而提高散热效率。
当冷却液流经这些金属板时，热量会被传递到板式换热器的表面，
并通过散热器外部的风扇或者气流进行散热。
同时，板式换热器内部的冷却液也会被冷却，然后再次循环回
发动机，完成循环散热的过程。
此外，一些高级的新能源汽车还可能采用电动辅助加热器或者
空调系统来调节板式换热器的工作温度，以保证整个车辆的热管理
系统能够在各种工况下都能够正常工作。
总的来说，板式换热器通过冷却液循环和金属板的热传导，实现了对发动机产生的热量进行有效散热的工作原理。
这种设计能够有效地控制发动机温度，确保车辆的正常运行，并且也符合新能源汽车对于节能环保的要求。
板换的作用和工作原理
板换的作用和工作原理板换是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、电力、冶金、石油、轻工等行业。
它的作用是将两种流体进行换热，从而使其中一种流体的温度升高，另一种流体的温度降低。
板换的工作原理主要是通过板式换热器中的板片进行换热传热。
本文将详细介绍板换的作用和工作原理。
首先，板换的作用主要体现在换热方面。
通过板式换热器中的板片，可以实现两种流体之间的热量传递，从而达到升温或降温的目的。
这种换热方式具有换热效率高、占地面积小、操作维护方便等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
其次，板换的工作原理是基于板片的换热传热。
在板式换热器中，两种流体分别流经板片的两侧，通过板片的表面进行换热传热。
板片的设计结构能够有效地增加换热面积，从而提高换热效率。
此外，板片的材质和表面处理也会影响换热效果，通常采用不锈钢、钛合金等材质，并进行抛光处理，以减少流体的阻力和提高传热效率。
另外，板换的工作原理还涉及流体的流动方式。
在板式换热器中，流体通过板片的流动方式有多种，包括交叉流动、平行流动和逆流动等。
不同的流动方式会影响流体之间的换热效果，通常选择合适的流动方式可以提高换热效率。
除此之外，板换的作用还包括调节流体温度、提高生产效率、节约能源等。
通过板式换热器进行换热传热，可以实现对流体温度的精确控制，满足生产工艺对温度的要求。
同时，提高换热效率也可以提高生产效率，减少能源消耗，降低生产成本。
总的来说，板换作为一种重要的换热设备，具有换热效率高、占地面积小、操作维护方便等优点，广泛应用于化工、电力、冶金、石油、轻工等行业。
其工作原理是基于板片的换热传热，通过流体的流动方式实现两种流体之间的热量传递，从而实现升温或降温的目的。
通过板换，可以实现对流体温度的精确控制，提高生产效率，节约能源，降低生产成本，具有重要的经济和社会意义。
板式换热器知识讲解及换热计算
根据工艺要求，缓慢开启进 口阀门，逐渐提高介质流量。
监控换热器进出口温度、压 力等参数，确保在允许范围
内运行。
定期对板式换热器进行清洗 和维护，保持其良好的换热
性能。
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维护保养建议
定期对板式换热器进行清洗，去除 表面的污垢和沉积物。
检查换热器的密封性能，及时更换 损坏的密封件。
根据工艺要求确定所需换热量，考虑热 损失和传热效率等因素。
进出口温度
根据工艺要求确定进出口温度，考虑热 媒性质和传热温差等因素。
压力降
根据工艺要求确定允许的压力降，考虑 流体性质和换热器结构等因素。
材质选择
根据流体性质和工艺要求选择合适的材 质，如不锈钢、钛材等。
选型原则与方法
选型原则
满足工艺要求，保证换热效率和安全 性，考虑经济性和维护方便等因素。
泄漏问题
可能原因包括密封件老化、紧固力 不足等，解决方案包括更换密封件、 加强紧固等。
选型不当
可能原因包括设计参数不准确、选 型方法不合理等，解决方案包括重 新核算设计参数、重新选型等。
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换热计算方法与步骤
换热量计算
确定热流体和冷流体的进出口温度；
确定热流体和冷流体的质量流量和比 热容。
根据热平衡原理，计算换热量Q，公 式为Q=Wh*(Th,i-Th,o)=Wc*(Tc,oTc,i)；
对板式换热器的紧固件进行检查和 紧固，确保其稳定性。
定期对板式换热器进行性能检测， 评估其换热效率和使用寿命。
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总结与展望
本次课程回顾与总结
板式换热器的基本概念和原理
介绍了板式换热器的基本构造、工作原理以及优缺点等。
换热器板式换热器换热设备原理
换热器板式换热器换热设备原理换热器是一种常见的工业设备，用于在不同流体之间进行热量传递。
板式换热器是其中一种常见的换热设备，其工作原理基于板与板之间的热传导。
本文将详细介绍板式换热器的工作原理及其优势。
板式换热器由许多平行的金属板组成，这些板之间形成了多个狭窄的通道。
热量通过这些通道从一个流体传递到另一个流体。
通常，一个流体流经奇数编号的通道，而另一个流体流经偶数编号的通道，以确保最大的热量传递效率。
板式换热器的工作原理基于传导、对流和辐射三种热量传递机制。
在传导传热中，热量通过板材从一个流体传递到另一个流体。
板材的导热性能决定了热量传递的效率。
对流传热是指热量通过流体的对流传递，流体的流速和流体的物性对对流传热有着重要的影响。
辐射传热是指热量通过辐射的方式传递，是板式换热器中传热的一个重要组成部分。
板式换热器具有许多优势。
首先，由于板与板之间形成了多个通道，相比传统的管式换热器，板式换热器具有更大的换热面积。
这使得板式换热器在相同尺寸下可以实现更高的热量传递效率，从而减小了设备的体积和重量。
其次，由于板材之间形成了多个通道，流体之间的热量传递更加均匀，减小了局部温差，提高了换热效果。
此外，板式换热器的板材通常采用高导热性的金属材料制成，具有较高的换热效率。
板式换热器在许多工业领域中得到广泛应用。
例如，在化工工艺中，板式换热器常用于冷却和加热流体，以控制反应温度。
在能源领域，板式换热器也被用于提高燃气锅炉的热效率。
此外，板式换热器还被广泛应用于食品加工、制药、造纸等行业。
在使用板式换热器时，需要注意一些问题。
首先，板式换热器的板材通道较窄，易受污垢和沉积物的影响，因此需要定期清洗和维护。
其次，由于板材之间的密封性，需要定期检查密封件，以确保换热器的正常运行。
最后，由于板式换热器的结构复杂，操作和维护需要一定的专业知识和技能。
板式换热器是一种常见的换热设备，通过板与板之间的热传导实现热量的传递。
板式换热器具有换热效率高、体积小和重量轻等优势，在许多工业领域中得到广泛应用。
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标识介绍
整体结构
管式换热器： 管式热交换器，不同于板式热交换器，它在产品通道 上没有接触点，这样它就可以处理含有一定颗粒的产 品,颗粒的最大直径取决于管子的直径.
整体结构
在UHT处理中，管式热交换器要比板式热交换 器运行的时间长。从热传递的观点看，管式热 交换器比板式热交换器的传热效率低
工作原理
如何进行热交换
热交换系统通常是以热传导和对流两种方式进行热交换的。 热传导是热量传递的一种常见的方式，其过程中流体各部位 之间不发生相对的位移；对流是流体各部分质点发生相对位 移而引起的热量传递过程。对流分为强制对流与自然对流， 强制对流是使用机械能（如搅拌）使流体发生对流而传热， 比如我们为了冷却一杯咖啡会不停的搅拌它；自然对流是因 流体受热而有密度的局部变化，导致发生对流而传热。
3℃/4-5 ℃ 。
相对于产品来说，如果间壁表面太热，牛乳中的蛋白质将会
有凝结并在间壁上结焦的危险。热量必须通过这一垢层进行 传递，这将导致总传热系数K 值下降。加热介质和产品的温 差与以前相同时，也不能传递同样多的热量，产品的出口温 度将会下降。这可以通过提高加热介质的温度来补偿，但这 又提高了传热表面的温度，以致更多的蛋白质凝结在换热器 表面上，垢层的厚度增加，K值进一步下降。
通常使用的多管道的管式热交换是基于传统的列管式 热交换器的原理，其产品流过一组平行的通道，提供 的介质围绕在管子的周围，通过管子和壳体上的螺旋 波纹，产生紊流，实现有效的传热。
补充说明
同一段内可能使用不同规格/模式的管式热交换器 规格：包括外部套管的管径-内部列管的管径-内部列管 的数量-总长度 模式：常见的有A B C D四种模式，主要由外部套管上 介质进出口的位置决定
基础概念
层流：当流体以较小的流速流经管道时，流体成平稳状态通 过全管，流体的质点作平行运动，与旁侧的流体并无宏观的 混合，此流动形态称之为层流。 湍流：当流体以较高流速流经管道时，流体成波动状态，并 形成旋涡向四周散开，与旁侧的流体相混合，此种流动形态 称之为湍流。
思考
湍流会使流体内部的混合与振荡增强，使流体以对流方 式传热，因而随着湍动程度的增强传热的效果会更好， 而层流使流体主要以传导的方式进行传热。显而易见湍 流状态下的传热效果要比层流状态下的传热效果好。
图示
持热管简介
必要性及设计原理
正确的热处理要求牛乳在杀菌温度下保持一定的时间，这
可以通过外设保持管来实现。
若已知流量和保持管的内管径，就可以计算出符合保持时
间的合适的管长。
设计原理
由于保持管里流速分布不均匀，某些牛乳粒子的流速
要比平均值大。为了确保流速最快的粒子也能充分地 巴氏杀菌，必须采用一效率系数来校正。这个系数取 决于保持管的设计，通常取0.8～0.9 之间。
特别介绍
影响总传热系数K的要素: 液体允许的压力降 液体的粘度 间壁的形状和厚度 间壁的材料 污垢物质的存在
分析
产品和介质的压力降越大，传递的热量越多，热交换器越
小。然而对机械搅拌敏感的产品(例如乳脂肪)可能会因这 种剧烈的处理而遭到破坏。 产品和使用介质的粘度对于确定热交换器的尺寸也是非常 重要的。与低粘度的产品相比，高粘度的液体在通过热交 换器时，产生紊流的程度小，如果其它参数一定，这就意 味着需要较大的热交换器。
单项分析
流量V，是由乳品厂的设计能力决定的。 产品密度p 由产品决定。比热cp也由产品决定，比热
值告诉我们将某种物质温度升高1℃，需提供多少热量。
单项分析
产品的进口温度和出口温度取决于前段加工情况和后续
加工的要求：Δ t1= Δ to1- Δ ti1
所用介质的进口温度取决于加工条件，介质的出口温度
可以用能量平衡公式计算得出：V1 × P1 x Cp1 ×△ t1 = V2 × P2 x Cp2 ×△ t2
单项分析
温度差异是传热推动力，温差越大，传热越多，所需的热
交换器越小；然而，对于敏感性产品，可利用的温差是有 限的。温差随着液体流经热交换器而不断变化，所以，温 差用一个平均值，LTMD进行计算。决定平均温差大小的 一个重要因素是介质在热交换器中的流动方向。它主要有 两种形式：逆流或并流
换热效率：产品和介质的温差之比 热回收率：除介质作用外的温升幅度
本次培训结束
污垢聚集的速度取决于很多因素
产品和加热介质的温差
牛乳质量 产品中空气的含量
加热段的压力条件
续
利用热流体，如巴氏杀菌乳的热量来预热进口的冷牛
乳的方法称之为热回收。冷牛乳也可以冷却热牛乳。 这样可以节省水量和能量。在现代化的巴氏杀菌装置 中（板换），热回收效率可达94-95%。
术语对比总结
V = 产品的流量
续
K值的确定（经验）：黏度＞６００Ｃp时， ８５０左右（大间隙）；平均黏度乳液，２５ ００-３０００之间选择
热交换器中逆流传热的温度分配 热交换器中并流传热的温度分配
公式解释
p = 产品的密度 Cp = 产品的比热
△ t = 产品的温度变化
△ tm = 对数平均温差(LMTD) K = 总传热系数
分析
间壁通常是波纹状，以实现更剧烈的紊流。紊流有助
于传热，厚度也十分重要。间壁越薄，传热效果越好。 但是这个厚度要有足够的强度来承受液体的压力。现 代化的设计和生产技术使得间壁比几年前的更薄。
食品加工中通常采用不锈钢材料，不锈钢有相当好的
传热性能
加热介质和产品的温差要尽可能地小，通换器必需的尺寸和结构取决于很多因素，要计算 是非常复杂的，当今通常借助于计算机进行计算。有 几种因素一定要加以考虑： 产品流量 液体的物理性质
续
温度程序 允许的压力降 热交换器的设计 清洁度的要求 要求运行的时间
计算热交换器面积的一般公式:
要求的传热面积为: V × P x Cp ×△ t △ tm × K
常用类型：
板式换热器（PHE） 管式换热器（THE）
整体结构
板式换热器：
板片设计成传热效果最好的瓦楞型，板组牢固地压紧
在框中，瓦楞板上的支撑点保持各板分开，以便在板 片之间形成细小的通道。
整体结构及图
液体通过板片一角的孔进出通 道。改变孔的开闭，可使液体 从—通道按规定的线路进入另 一通道。板周边和孔周边的垫 圈形成了通道的边界，以防向 外渗漏与内部液流混合。
工作示意图
补充
焊接式的板式换热器
多用于水汽换热，具有很高的集成度 高换热系数，体积小，薄型材料 不用密封圈，铜\镍或钎焊接不锈钢成紧凑直角型的包 状 易于安装，高换热效率，低成本 抗腐蚀性强，抗震，耐高温，高压
图示
总结
板式热交换器是一种新型、高效的节能热交换设备， 它具有换热效率高，结构紧凑，重量轻，适应性强， 热损失少，可拆卸，可清洗，装拆和维修方便等特点， 主要应用于液液、液汽热交换，特别适用于各种工艺 过程中的加热、冷却、热回收、冷凝及食品消毒等方 面.