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板换压降对换热器的传热系数及板片面积到底是怎样个影响?

在板式换热器设计选型时,图纸上往往给出的参数有:

〇 换热量

〇 一次侧供回水温度

〇 二次侧供回水温度

〇 一次侧压降

〇 二次侧压降

〇 污垢系数

〇 承压

〇 材质

我觉得只写这些是对的,该控制的都控制了,剩下选型的事情交给厂家去做了,因为板片流道不同、板片内流速不同,对数温差不同,污垢系数不同,板换的传热系统也不一样,从而导致不同的品牌最终选出来的结果均不同,而设计师无法按照某特定的传热系数去计算一个板换的面积,让厂家去按照板换面积供货。

板式换热器

对于板换的压降要求,往往设计师只是注意到对系统阻力的影响,也就是选择水泵,再专业点还涉及到控制阀门的选择,不过今天机电人脉在这要谈的是大家可能忽略的一个问题,就是压降对板换传热系数及板片面积的影响,探讨一下如何选择才合理。

我们今天以不同压降的冷板为例,来看看压降对板片面积的影响,其它的参数设定值如下(不变)。

换热量:1000KW

一次侧供回水温度:6/12℃

二次侧供回水温度:7/13℃

污垢系数:0.018(m2*℃)/KW(软件填写计算后恢复到0)

换材质用:SS304,板厚0.6mm。

一般冷板的压降在50KPa~100KPa,我们分别以50KPa与100KPa来计算一下压降对板片面积的变化(借助IES厂商专业软件)。

首先,我们来看大家比较熟悉的板换压降选型对水泵扬程(能耗)的影响:

根据《全面水力平衡暖通空调水力系统设计与应用手册》资料P115,研究结论,在设计流量下,控制阀全开时的压力降,至少须等于阀门所在局部回路总资用压差的一半。

也可以理解说回路上阻力越大,阀门的阻力也会越大。

那么,按上述两种压降,两种选型最终会导致水泵扬程至少相差5m以上。

从国家现行的节能规范上我们可以看到二级泵分区阻力差就是5m,理由就是水泵功率会跳档:

公共建筑节能设计标准GB50189-2015条文解释

所以说板换100KPa压降的选型相对于50KPa压降的会导致水系统水泵选型的功率增加一档,必然会增加系统运行能耗。

所以大家都会有这样一个直觉:

选择的板换压降越大,系统阻力也越大,系统水泵扬程和运行能耗就越大;

选择的板换压降越小,系统阻力小了,系统水泵扬程和运行能耗也就降下来了。

接下来,我们再来看看板换压降选型对板换面积(成本)的影响:

我们用50KPa来做个选型计算(富裕量暂都不考虑):

50KPa压降-工况参数设定

50KPa压降-热力选型计算结果

我们看到,这种工况下选出来的:

K值为:3670W/m2.℃,板换面积是:272m2.

我们再用100KPa来做个选型计算:

100KPa压降-工况参数设定

100KPa压降-热力选型计算结果

我们看到,这种工况下选出来的:

K值为:4771W/m2.℃,板换面积是:209m2.相对于50KPa压降的板换,选出的是同一个型号(AIR231)的板换,但K值增加了,面积减小了63m2。

那我们能不能根据板换压降不同得出,得出这样一个相对的结论呢?

1、压降越大,换热器的传热系数K越大,换热面积越小,成本越低;

2、压降越小,换热器的传热系数K越小,换热面积越大,成本越低。

在设计当中,不需要我们在参数表中去提供板换的面积,所以往往忽略板换压降对造价的思考,据说某机电顾问公司在材料审批的时候一般都将其卡在50KPa。

从上述的分析我们可以看出,而且一贯项是注重前期成本投入,并不是要求板换的压降越小越好,同样也不是越大越好,其实这里应该存在寿命周期内一个回收期的问题,算下去有点复杂了,有兴趣的朋友可以找资料进一步研究一下。

感谢您的阅读,以上说的不一定正确和合理,欢迎提出质疑,如果觉得对您有用,那就就点个赞并分享出去吧!

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