土木在线论坛 \ 暖通空调 \ 制冷技术 \ 动图详解：九种换热器的工作原理，一定要收藏！

动图详解：九种换热器的工作原理，一定要收藏！

发布于：2022-07-13 13:06:13 来自：暖通空调/制冷技术 [复制转发]

按照换热器的传热方式，换热器可分为三大类：

直接接触式换热器 ，也叫混合式换热器，是冷热流体进行直接接触并换热的设备。通常情况下，直接接触的两种流体是气体和汽化压力较低的液体；

蓄能式换热器 的工作原理，是利用固体物质的导热特性，具体而言，热介质先将固体物质加热到一定温度，冷介质再从固体物质获得热量，通过此过程可实现热量的传递；

间壁式换热器 ，也是利用了中介物的热传导，冷、热两种介质被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换。对于供热企业而言，间壁式换热器的应用最为广泛。根据结构的不同，它还可划分为管式换热器、板式换热器和热管换热器。

一、管壳式换热器

管壳式换热器 又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。

▲ 管壳式换热器

根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。

二、固定管板式换热器

固定管板式换热器 是管壳式换热器的一种。固定管板式换热器两端的管板采用焊接的方式与壳体连接，主要由外壳、管板、管束、顶盖（封头）等部件构成。

▲ 固定管板式换热器

固定管板式换热器的优点是：

◆结构简单；

◆在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；

◆每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。

固定管板式换热器的缺点是：

◆壳程不能进行机械清洗；

◆当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时会产生温差应力，解决措施是在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高；

◆只适用于流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的工作场合。

三、浮头式换热器

浮头换热器 是管壳式换热器的一种，它有一端管板不与外壳相连，可以沿轴向进行自由浮动，也称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。

▲ 浮头式换热器

浮头式换热器的优点是：

◆若换热管与壳体有温差存在，即壳体或换热管膨胀时，不会产生温差应力；

◆管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。

浮头式换热器的缺点是：

◆结构较复杂，用材量大，造价高；

◆如果浮头盖与浮动管板之间密封不严，会发生内漏，造成两种介质的混合。

四、U型管式换热器

U形管式换热器 是管壳式换热器的一种，它由管板、壳体、管束等零部件组成。U型管式换热器的每根管子都弯成U型，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室，由此，每根管子都可以自由伸缩，而与其他管子和壳体无关。

▲ U型管式换热器

U型管式换热器的优点是：

◆管束可以自由浮动，无须考虑温差应力，可用于大温差场合；

◆它只有一块管板，法兰数量少，泄露点少、结构简单；

◆U型管式换热器运行可靠，造价低。

U型管式换热器的缺点是：

◆管内清洗比较困难。由于管子需要有一定的弯曲半径，管板的利用率较低；

◆管束最内层的管间距大，壳程易短路。当管内流速太高时，将会对U形弯管段产生严重的冲蚀，影响其使用寿命；

◆内层管若损坏就不能更换，因而报废率较高。

五、喷淋式换热器

喷淋式换热器 是管式换热器的一种，是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器。喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜，管外给热系数较沉浸式增大很多。另外，喷淋式换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦带走一部分热量，可起到降低冷却水温度，增大传热推动力的作用。和沉浸式换热器相比，喷淋式换热器的传热效果大有改善。

▲ 喷淋式换热器

喷淋式换热器的优点是：

◆结构简单、造价便宜；

◆可起到降低冷却水温度，增大传热推动力的作用；

◆能耐高压；

◆便于检修、清洗，水质要求低。

喷淋式换热器的缺点是：

◆冷却水喷淋不均会影响传热效果；

◆只能安装在室外。

六、套管式换热器

套管式换热器 是管式换热器的一种，是由两种尺寸不同的标准管连接而成的同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动（或同向）以达到换热的效果。套管式换热器通常由壳体（包括内壳和外壳）、U型肘管、填料函等组成。

▲ 套管式换热器

套管式换热器的优点是：

◆结构简单，能耐高压；

◆传热面积可根据需要增减，应用方便。

套管式换热器的缺点是：

◆管间接头多，易泄露；

◆占地面积较大，单位传热面消耗金属量大。

七、夹套式换热器

夹套式换热器 是板式换热器的一种，在容器外壁安装夹套制成，结构简单；但其加热面受容器壁面限制，传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时，亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施，以提高夹套一侧的给热系数。为补充传热面的不足，也可在釜内部安装蛇管。夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。