板式换热器结构、特点以及工作原理

板式换热器是一种高效、节能的换热设备，具有传热系数高、结构紧凑、耗材少、形式多样、便于维修等诸多优点，应用领域逐渐扩大，已广泛应用于机械、电力、冶金、化工、轻纺、饮料、城镇供热等行业和领域，表现出很强的竞争力。下面介绍板式换热器结构、特点以及工作原理。

板式换热器的整体结构

板式换热器以金属板片(一般厚度为0 5～1 0mm)为换热元件，由不锈钢、工业纯钛或其他材料的薄板压制而成。通常用模具将板片压制成各种槽型或波纹形，既可以增大板片的刚度，以防止板片受压时变形，也增强了流体的湍流程度，增加了换热面积。每个板片的四角各开有一孔，板片四周以及孔的周围压有密封垫片槽，并根据需要在孔的周槽中放置有垫片，起到允许流体或阻止流体进入板面之间通道的作用。若将数个板片按照换热要求依次排列在支架上，并用固定压紧板和活动压紧板由压紧螺杆压紧，在相邻的板片间就形成了流体通道，借助板片四角的孔口与垫片。

板式换热器的板片结构千差万别，其设计的最终目的是要强化板片的换热效果、增大板面的刚度、提高板式换热器的承压能力。理想的板型设计，不仅具有较大的传热面积、较低的压力降、较高的传热系数，而且还应具有较好的刚性，以使很薄的板片在固定压紧板.和活动压紧板夹紧力的作用下相互支承，以抵抗通道内不平衡压力对其产生的冲击。为此，在板型设计中还要考虑支承点的合理分布以及加强筋的布置等。

一块板片按其功能可以分成导流部分、换热部分、密封部分、边缘支承以及悬挂定位等五个部分，其中换热部分是板片结构的核心，其结构形式主要取决于换热介质的性质，要根据传热学和流体力学设计确定。

板式换热器工作原理

板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器，构造包括垫片、压紧板(活动端板、固定端板)和框架(上、下导杆，前支柱)组成，板片之间由密封垫片进行密封并导流，分隔出冷/热两个流体通道，冷/热换热介质分别在各自通道流过，与相隔的板片进行热量交换，以达到用户所需温度。

每块板片四角都有开孔，组装成板束后形成流体的分配管和汇集管，冷/热介质热量交换后，从各自的汇集管回流后循环利用。

换热原理：间壁式传热。

单流程结构：只有2块板片不传热-头尾板。

双流程结构：每一个流程有3块板片不传热。

板式换热器的特点

1、传热系数高。由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数(一般Re=50~200)下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。

2、对数平均温差大，末端温差小。板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃。

3、占地面积小。板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/10。

4、容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的;改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况。

5、重量轻。板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm。

6、制作方便。板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产。

7、容易清洗。框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。

8、热损失小。板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。

9、容量较小。是管壳式换热器的10%~20%。

10、单位长度的压力损失大。由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大。

11、不易结垢。由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10。