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板式換熱器的換熱效率為什么比傳統(tǒng)換熱器高?
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板式換熱器的換熱效率為什么比傳統(tǒng)換熱器高?

2025.08.01

板式換熱器的換熱效率高于傳統(tǒng)換熱器,核心原因在于板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計對傳熱的三要素,其中包括傳熱面積、傳熱系數(shù)、溫差的優(yōu)化,艾克森對此提供以下具體分析:

首先,單位體積內(nèi)的傳熱面積更大。傳統(tǒng)殼管式換熱器的傳熱依賴管束外表面,管束之間需預(yù)留檢修和流體流通空間,導(dǎo)致單位體積內(nèi)的有效傳熱面積較小。而板式換熱器由多片沖壓成型的金屬薄板疊加而成,板片表面設(shè)計有波紋、凸點等結(jié)構(gòu),這不僅增加了板片的實際表面積,還能讓多片板片緊密排列,通過墊片分隔出冷熱流體通道。這種設(shè)計使它單位體積傳熱面積可達250-1000㎡/m?,是殼管式的5-20倍,直接提升了熱量交換的“接觸機會”。

其次,流體流動狀態(tài)更接近湍流。傳熱效率與流體流動狀態(tài)密切相關(guān),湍流時流體擾動劇烈,能快速沖刷壁面,減少“熱邊界層”,壁面附近溫度梯度大的靜止流體層,會阻礙傳熱厚度,從而提高傳熱系數(shù)。傳統(tǒng)殼管式換熱器中,流體在殼程多為層流或過渡流,傳熱系數(shù)較低。而板式換熱器的板片波紋會強制改變流體流向,即使在較低流速下也能形成湍流,傳熱系數(shù)可達1000-6000 W/(㎡?K),是殼管式3-5倍。

此外,艾克森板式換熱器傳熱溫差更均勻。傳統(tǒng)換熱器因結(jié)構(gòu)限制,比如殼管式的管束與殼體間隙、套管式的同心度偏差,易出現(xiàn)流體“短路”,導(dǎo)致局部溫差過小,降低整體傳熱效率。而板式換熱器的板片間距小,流體在狹窄通道內(nèi)分布更均勻,而且波紋結(jié)構(gòu)能打破流動死區(qū),讓冷熱流體在全流程內(nèi)保持穩(wěn)定溫差,減少能量浪費。

最后,熱阻更小。板式換熱器的板片采用高導(dǎo)熱系數(shù)材料,而且厚度遠小于殼管式的管壁,熱量往往從一側(cè)流體傳到另一側(cè)的“傳導(dǎo)熱阻”顯著降低。同時,板片可拆卸清洗,不易結(jié)垢,進一步維持了高效傳熱。

板式換熱器通過“小體積大面積、湍流強化傳熱、均勻溫差、低阻抗”的設(shè)計,在相同工況下能更快速、充分地完成熱量交換,因此效率遠超傳統(tǒng)換熱器。


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