换热器到底有哪些分类？

     换热器是在两种或多种流体之间进行热量交换的设备，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、轻工、建筑等领域[1]。换热器种类繁多，根据不同的分类标准可以划分为多个类型。科学合理的分类有助于人们从多角度认识换热器的特点，进而针对具体应用选择最佳的换热器类型[2]。

一、按用途分类

   

根据换热器在生产生活中的具体用途，可将其分为以下几类[3]：
(1)冷却器：用于将高温流体冷却到所需温度，如发动机冷却器、空气冷却器等。
(2)加热器：用于将低温流体加热到目标温度，如锅炉省煤器、天然气加热器等。
(3)冷凝器：使高温蒸汽冷凝成液体，如电厂凝汽器、制冷设备冷凝器等。
(4)蒸发器：使液体吸热汽化成蒸汽，如锅炉蒸发器、溴化锂吸收式制冷机发生器等。
(5)再生器：利用高温流体将热量回收至低温流体，如高炉热风炉、空气预热器等。

 

二、 按传热面积形状和结构分类      

         

根据换热器的结构，可分为以下几类[4]：

 

三、按材料分类      

         

换热器常用的材料主要有金属、非金属两大类[5]：
(1)金属材料：碳钢、不锈钢、铜、铝、钛等。其中碳钢价格低、强度高，但耐腐蚀性差。不锈钢、铜、钛耐蚀性能好，但价格较高。铝密度小、导热系数高，多用于轻型紧凑设备。
(2)非金属材料：主要为石墨、聚合物等。它们耐腐蚀、重量轻，但强度和导热系数较低。如塑料换热器适用于强腐蚀环境。

四、按整体结构分类      

         

按照换热器部件的装配方式和结构紧凑程度，可分为以下几类[6]：
(1)管壳式：由管束和外壳组成。一种流体在管内流动，另一种在管外壳侧流动。可进一步分为固定管板式、浮头式、U型管式等。
(2)板式：由一组波纹状金属片通过垫片串联而成。两种流体在相邻流道内呈错流换热。
(3)螺旋缠绕式：由两根盘旋的流体管道组成，流体呈螺旋流动。
(4)板翅式：由平行板和翅片叠置而成。一种流体在板间流动，另一种在垂直板面方向的翅片间流动。
(5)印刷电路板式：用精密光蚀工艺在不锈钢板上制作流道，再叠合成整体。流道尺寸小，设备极其紧凑。

 

五、按传热方式分类      

         

根据热量在流体之间的传递方式，换热器可分为以下三类[7]：
(1)间壁式：两种流体被固体壁面隔开，通过间壁进行传热，如管壳式、板式换热器。
(2)直接接触式：两种流体直接混合接触，传热效率高。如喷雾冷却塔、填料塔等。
(3)储热式：先将热量储存在固体中，再间歇地加热冷流体。如蓄热体换热器。

六、实例分析      

         

（1）板式换热器在乳品生产中的应用
乳品生产中的杀菌和预冷环节需要高效紧凑的换热器，板式换热器是最佳选择。其传热系数高，可在3-5秒内将乳品从4℃加热至75℃杀菌，再在15-20秒内冷却至4℃以下[8]。而且，板式换热器易拆洗，能有效避免乳垢积聚，保证卫生条件。

（2）空气预热器在电厂循环流化床锅炉上的应用
循环流化床锅炉烟气温度高，需要设置烟气-空气换热器回收烟气余热以提高锅炉效率。常用的空气预热器有管壳式、套管式、鳍管式等。其中，管壳式换热面积大，布置灵活；套管式结构紧凑，漏风少；鳍管式传热强化显著，设备体积小。工程设计时可根据锅炉参数选择合适的空气预热器类型。

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