论文浅析浮动盘管型换热器定稿

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1、浅析浮动盘管型换热器收费毕业论文2009-03-21 07:387免费论义，内容包括换热器浮动盘管型构造检修自动脱垢产热量选用浮动管型摘要：介绍了当前国内浮动盘管型换热器的基本型式：了浮动盘管型换热器的基本型式；总 结了浮动盘型换热器优点；指出了其在构造原理、检修、自动脱垢及产热量等方血存在的问 题或应注意的事项，论述了应如何评价和选项用换热器。关键伺：换热器浮动盘管型构造检修自动脱垢产热景选用随着我国建设的发展，生活用热水的换势设备日新月异，涌现了不少新技术新产品，其 中浮动盘管型换热器、弹性管束换热器是近年来国内生活热水集中供热系统中较典型的设 备。下面就浮动盘管型换热器的现状及发展应用中

2、存在的一些问题，如:是否现有的浮动盘 管型换热器都是先进产品，浮动盘管型换热器是否不需要检修，对于浮动盘管容积式换热器 是否单罐产热水量越高越好，什么叫半叩热式换热器及其与快速换热器有何不同，什么叫半 容积式换热器及其与窖式换热器有什么区别，如何较全面地评价选用生活热水用的换热器等 提出个人的点滴看法。1当前国内浮动盘管型换热器的一些基本形式1.1盘管型式1.1.1立式螺旋型其基本构造是儿个不同旋转直径的竖向螺旋管组成一级管束。但其组合分配型式有较大 差异，按管束末端的构造又可分为下述两种类型。（1）末端为自山浮动的分配器（也称之为惰性块）见图1、图2。图形1、图2中的分配器具有两个功能：其一

3、，使热媒在各管束内较均匀的分配，增大 流程，以利充分换热；其二，起阴尼作用，防止共振破坏。图2所示带有两个惰性块，还可 起诱导振动的受体作用，能提高传热效率。（2）盘管始、末端采用分、集水短管连接，如图3所示。国内大部分生产浮动盘管型换热 器的厂家均采用这种做法。1.1.2水平螺旋型它是山一根根水平螺旋管组成，按其分水与集水立管的位置也分为两种类型：分水立管、 集水立管边置型，如图4所示；分水立管、集水立管中置型，如图5所示。1.2换热器的型式1.2.1半即热式典型产品是热高牌半即热式换热器1.2.2容积式这是近儿年来国内生产厂家发展较快，品种繁杂的产品。据初步了解，大概有如图6 所示的产品。

4、2、浮动盘管型换热器的优点浮动盘管型换热器与U型管换热器相比，在换热性能上的优越性，主要体现在如下两 个方面。2.1传热系数K值有所提高山东大学程林教授在他发表的“弹性管束换热器的发展与应用” 一文中提到：“与一般 的管束式换热器相比，在相同流速条件下，弹性管束汽水热交换器的传热系数提高了 200%, 同时，弹性管束亦比浮动盘管的传热系数提高40%o笔者也做过几次浮动盘管型容积式换热器的热工性能测试。其结果及它与我在前几年研 制的RV系列容积式换热器、HRV系列半容积式换热器在水-水换热工况下的性能曲线比较 见图7。从图7可以看出：在水-水换热时，相同热媒流速条件下，DFRV浮动盘管换热器的K

5、 平均值分别为 RV-03、RV-04、HRV-Ok HRV-02 的 1.40、1.31 与 1.12 倍。需说明的是图7的比较是粗浅的，因为它只固定了热媒流速一个因素。传热系数的基本 公式为：l/K=l/a l+8/X+l/a 2式中：K-传热系数；Q 1-热媒向换热管内壁的放热系数；a 2-换热管外壁向被加热水的放热系数；6-壁厚、水垢 和铁锈的总厚度；入一_管壁、水垢、铁锈等的导热系数。图7中的关系只反映了 K与。1 （因与。1热媒流速VI成正比）的关系。山于容积式 换热器被加热水流速V2很低，又很难计算确定，并且对于生活热水换热器来说，换热器的 产热量主要是满足规定温度下的设计耗热量

6、即可。因此，我们没有做更深入的工作,作出相 应不同热媒流速VI,被加热水流速V2的对应K值的关系曲线。也就是说，图7中的关系 线未反映出K与V2即a 2之关系。另外RV、HRV系列换热器测试所用U型管的管材分别 为C19X 2的钢管和C X 19期1.5的铜管。而DFRV浮动盘管型容积式换热器是采用C 16 X1.0的紫铜管、BI16/X值，后者低于前者。尽管6/入值对K值的影响不很大，但也是一 个因素。因此，从我们实测的结果看，浮动盘管的K值是高于U型管的，但究竟高多少，尚待 做进一步的工作。2.2浮动盘管型容积式换热器可以提高容积利用率U型管容积式换热器受容器构造之要求，-般热热盘管距容器

7、的底部需有相当大的距离 （见图8）图8所示传统U型管容积式换热器冷水X约占整个容器容积的20%-30%,即它的有效 贮热容积只为70%-80%oRV、03、04系列带导流装置的容积式换热器与无导流的传统容积式换热器相比虽大有 改善，但仍有10%左右的冷温水区。浮动盘管型换热器的换热盘管距容器底可以近到100mm左右（如图6 （a）、（c）、（d）所 示）。其冷水区就很小，有效贮热容积可达95%左右，大大提高了换热嘴的容积利用率。3儿个问题的探讨3.1 一些产品的构造原理上存在问题3.1.1浮动盘管卧置有的产品为了满足检修或满足层高不够的要求，将浮动盘管卧置做成立、卧式容积式换 热器，如图6 (

8、e)、(g)所示。盘管卧置后改变了立置的工况，其传热效果能否和盘管立置完全一样有待测试研究。另 则这种产品用于汽-水换热时,山于换热器是间断工作的，容易造成盘管下部积聚凝结水。 而它又无法像蒸汽管系统或其它用汽设备那样设置疏水器及时排走这部分凝结水，这样支行 起来就会出现汽水撞击的问题。尽管其产生的噪声因其淹没在水中不一定对周围有多大影 响，但每次汽水撞击均有可能损坏管束，尤其是引起管束与分水集水立管连接处的脱焊。 3.1.2浮动盘管上置图6 (b)所示的立式容积式换热器是将浮动盘管上置的典型产品示意。这种产品设计 的主要用意可能在于有利于解决抽出盘管来检修的问题。但这种构造很明显的问题是，盘

9、管 下部的容器空间全是冷水区，容积利用率极低，它起不到贮热调节作用。3.1.3热媒短路国内大多数数浮动盘管型换热器均存在这一问题。图3所示是热媒短路的一种表现，图 中内圈螺旋管旋转半径小、流程短；外圈螺旋管旋转半径大、流程长；各圈的流程均不相同, 最外圈与最内圈长度相差近8倍。这样运行起来，势必是内圈热媒流量大，外圈流量小，热 媒分而极不均匀。热媒沿分水立管、集水立管自下而上均匀颁布是热媒短路的另一种表现。如图9所示, 热媒从下端进入容器后，很明显从下部盘管相连的分水立管、集水立管管段短、阻力小，相 应地通过这部分盘管的流量大，上部盘管则反之。旦热媒只流经一组或一根螺旋管，很难做 到充分换热，

10、即没有“过冷段”，汽水换热时不易将高温凝结水的温度降下来。3.2浮动盘管型换热器的检修问题国内现有的浮动盘管型容积式换热器大部分存在不能检修或很难检修的问题。图6 (c) 所示的立式浮动盘管型容积式换热器是净分水立管，无法进行维护清理。图6 (a)、(b)、(d) 所示产品虽然在容器端部加了一-个可以拆开的大法兰，即浮动盘管可随大法兰盖抽出来，但 工程实践中，因为一般设备间不可能那么高。也不可能有将容器躺下来再抽出盘管的地方。 因此，这种型式的产品实际上也是抽不出盘管进行检修的。图5所示浮动盘管是将水平螺旋管围绕中间的分水立管与集水立管布置。这种结构式的 优点是可以加大螺旋管的旋转半径从而达到

11、增大换热而积的目的。其构造有如串糖葫芦，中 间只要有一根管出了问题，则够个管束都报废，无法更换，也无法采取其他补救措施。对于浮动盘管型换热脂需不需要检修的问题，下面谈谈个人的两点看法。3.2.1浮动盘管能否自动脱垢不少厂家产品样本中突出在宣传浮动盘管的优点之一是能自动脱垢。山东工业大学程林教授在“弹性管束换热器的展及应用”一文中对于换热器毕业论文搜集整理：毕业论文网本 论 文 来 自 原 文 链 接： ing/20090321/6181 l.html内传热表而污垢的形成、防垢、抑垢的除垢等国内外研究的一些情况作了叙述，指出“弹性 管束在振动过程中去除污垢的基理尚不完全清洁楚楚，但效果十分明显”

12、，他认为“盘管伸 缩所产生的盘管局部变形是减少污垢的主要原内传热表面污垢的形成、防垢、抑垢的除垢等国内外研究的一些情况作了叙述，指出“弹 性管束在振动过程中去除污垢的基理尚不完全清清楚楚，但效果十分明显”，他认为“盘管 伸缩所产生的盘管局部变形是减少污垢的主要原因”。热高公司在介绍半即热式换热器具有 自动除垢的特点时说：“山于热媒送入盘管而生活用水流经筒体，因此盘管外形成的水垢在 盘管随温度变化而伸缩时，污垢会自动除下。”以上叙述反映了弹性管束、浮动盘管作为换热元件有一定除垢之功能，其原理是盘管伸 缩的作用。我认为：盘管的伸缩主要是管内热媒温度的变化。除垢的机理在于：当盘管内输 入高温热媒时，

13、将引起管壁的膨胀，附着在管外壁的水垢亦产生膨胀。换热器停止换热时, 管内停出输入高温热媒，管壁因降温而收缩，水垢层亦收缩。但管壁与水垢的热膨胀系数不 一样，前者大后者小，因而这不同的胀缩量有可能使水垢脱落。按此推理，其他型式的换 热脂亦有相同的效果。所不同的是：U型管换热瞬所用换热管的壁厚约为2-3mm，而浮动 盘管用换热管壁厚为0.8-1.2mm3山于后者壁薄，管束随温度变化而伸缩的力量能迅速传递, 故脱垢的效果较明显。如将U型管等其他换热管换成一样的薄壁紫铜管，预计其亦有基本 相同的脱垢 效果。然而，壁厚的换热管虽在导热、脱垢的性能方而较差，但也有耐用、寿 命长之优点。防垢，脱垢的另一-个

14、至要因素是控制被加热水的出水温度。从一定意义上讲，这是一 条关键因素。我院80年代末设计并投入运营的国际艺苑五星级旅馆，生活热制备采用的 RV-02双U型盘管立式容积式换热器，从1990年运行至含已过11年，设备一直末检修过(按 规定换热器应该至少3年检修一次)，换热效果一直很好，换热能力没有发现明显的下降， 说明盘管外壁结垢不严重。究其原I大是换热器的水温严格控制在55C左右，限制了结垢的 条件。相反有的工程换热器用了不到一年，盘外壁空间全被水垢堵死，原因是换热器出水温 度控制不好，有时高达80C以上。就是浮动盘管型换热器也有因支行不当，盘管外壁空间 被水垢堵死的实例。3.2.2设备本身亦需

15、考虑检修所有使用的设备均宜考虑检修，换热设备亦不例外。生活热水用换热器除了检杏清理水 后之外还有如下检修事项：如容器内壁、换热盘管的座蚀情况。一般容器的使用寿命为15 年左右，而换热盘管使用寿命一般只有5-10年。浮动盘管壁厚比U型管薄，其寿命也低于 U型管，因此在换热器使用期限内一般都有更换换热盘管的要求。再有如换热器内的盘管与 分水立管、集水立管的连接处因长期的浮动可能脱焊而需更换管束，国内初始的浮动盘管型 换热器就是在检修青岛某饭店的一台脱焊的进口原装半叩热式换热器时仿制出来的。因此给水排水设计规范第4.4.13条第一款规定“水加热瞬的-侧应用净宽不小于 0.7m的通道，前端应留有抽出加热盘管的位置。“即水加热设备必须具有抽出换热盘管进行 检修、更换的条件。另外，根据“压力容瞬安全技术监察规程”的要求，压力容器每隔3-6 年至少进行一次内外部。3.3产热量问题近年来国内一些生产厂的产品样本中，单缺罐产热量越来越大，有些选用单位也就只注 重这个指标，哪个罐单罐产热大就选用哪个产品。对此，提出如下两点个人意见： 3.3.1样本数据仅供参考换热器换热量的大小在热媒条件、换热面积定下来后，主要取决于传热系数K值，其 表达式就是大家熟知的：W=KFAT式中：W-换热量，kw；F换热而积，m2；AT-热媒与被加热水的