蒸汽换热器的工作原理及分类

蒸汽换热器的工作原理
进入芯体的蒸汽，沿侧壁斜向小孔高速喷出，其动能为水吸收，推动水沿芯体边缘切线方向流动，以较大角度与壳体内壁接触，受壳体阻拦而旋转。由于壳体容积设计合理。水流旋转速度适宜且稳定。旋转水流不仅能更好地吸收蒸汽动能、消除噪声，也将蒸汽流散形成大量的微小汽水单元合体，这种小体积的组合混合时产生的噪声很低。
蒸汽换热器的分类

用蒸汽作热源加热水的设备分为两类：直接加热设备、间接加热设备。
（一）直接加热设备
直接加热设备又可分为蒸汽加热喷射器、蒸汽混合器、喷淋式换热器、热敏传感换热机组。
（1）蒸汽加热喷射器
利用蒸汽高流速产生负真空吸入水混合，此使用条件不仅要求蒸汽有一定的压力，而且还必须有一定动能才能混合，60年代因噪音问题未推广使用，90年代初由湖南西门机电解决噪音问题。蒸汽喷射器优点：设备简单，造价低，热能利用率高，不怕水垢；
（2）蒸汽混合器
是将蒸汽通过同径多孔装置直接注入水中。蒸汽压力必须大于系统压力0.2MPa以上，蒸汽流量不可调，有噪音，在开启或关闭时蒸汽压力与系统压力有叠加现象，对采暖、空调系统有一定破坏力，在闭式系统中不能使用，是一种淘汰产品；
（3）喷淋式换热器
是通过多孔装置将水直接以喷淋方式注入蒸汽中。可调节蒸汽流量，无噪音，0.2MPa低压蒸汽效果极佳，缺点：怕水中杂物堵塞喷淋孔，蒸汽压力波动大时换热器内易汽化。洗澡必须加储存水箱和水泵，不能等温换热；
喷淋式换热器特点：
混合加热是将蒸汽与水混合变为热水，其特点：基本没有热损，热效率几乎可达到100%。不怕结垢，冷凝水低于70℃。
（4）热敏传感换热机组
换热机组汽水直混式换热器，以高效热敏传感换热器为主机，将通用换热站内循稳压系统、控制系统等高度集成于一体，充分利用了当代流量变频控制、热量自动监测控制、远传网络通信控制等先进技术，使机组最大限度的实现自动化、智能化，整个机组统筹兼顾组合精良，量身定做，机组整机出厂，安装快捷方便，安装费用极低；

热敏传感换热机组特点：
1、传热迅捷、换热高效、换热效率可达100%；
2、冷凝水充分回收，循环利用，整个系统水自洁防垢，换热器、散热器及换热系统可保持长效稳定高效的热交换性能，最大限度降低系统结垢现象，不会因难以克服的结垢弊端而降低系统换热效率；
3、换热器采用全不锈钢制作，产品结构设计科学，工艺制作精良，使用寿命长，可达20年以上；
4、关键部件采用德国先进工艺技术及订单加工，因而主机不受蒸汽压力及系统压力影响，有效消除噪音、汽击现象，整机运行平稳；
5、冷凝水被完全吸收和利用，系统没有特殊原因，无需设置补水装置，大大节约了系统用水及运行费用；
6、整套机组结构紧凑，占地面积小，大大节省土建投资，同时，由于换热效率极高，运行中系统又无需补水，整个机组节汽、节电、节水三位一体，为用户创造可观的节能效益；
7、机组具备高智能自动化控制功能，可实现超压、超温保护，断电蒸汽自动切断及室外温度自动补偿功能并可实现远程监控，为用户提供高枕无忧的运行平台；
8、应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、食品医疗、机械轻工、民用建筑等领域的采暖、热水洗浴及其他用途；
9、应用条件宽泛，可用于较大压力、温度范围的热交换。

（二）间接换热设备
特性：
间接加热必须具备两个条件才能进行热能的位移。从传热公式
可以看出：
1、传导必须有温差，即△T≠0.不能等温换热，一般情况要求△T≥20℃，否则温差越小，换热面积越大；
2、K值。一种金属的传热系统K值为恒定值。如果金属表面生成0.1㎜厚水垢，K值相应减少几倍，换热面也相应减少几倍，在采暖、空调系统中用软水就是这个道理。因蒸汽与水是两个各自独立的系统，压力相互间不会影响；

蒸汽换热应采用二级换热：第一级为汽－水换热（利用潜热）；第二级为水－水换热（利用显热）。在饱和蒸汽中，因潜热大于显热6－10倍，因工程造价原因，一般采用汽――水一级换热；
间接换热设备又可分为列管式换热器、螺旋板式换热器、波纹管式换热器、浮动盘管换热器、机械换热机组、涡流热膜换热器。
（1）列管式换热器
采用层流传热，一级换热热效率不超过80%，冷凝水温度高，超过100℃，易汽化，蒸汽压力低于0.2MPa时，易产生蒸汽与水的冲击噪音，且有储存热水功能，水温上热下冷，份量重，易结垢，因检修需要一定抽管距离，且占地面积大，价格高，基本为淘汰产品；
（2）螺旋板式换热器
采用层流传热，有两种不同材质：一种为碳钢，一种为不锈钢。热效率不超过80%，一次性使用无法维修，比列管式占地相对小，易结垢，造价低，冷凝水温度超过100℃.易汽化，蒸汽压力小于0.2MPa时，冷凝水与蒸汽产生汽水冲击噪声，因价格低廉不普遍被采用；
（3）波纹管式换热器
采用振动和层流混合传热，一级换热热效率不超过80%，占地小，易结垢，冷凝温度超过100℃，易汽化，蒸汽压力小于0.2MPa时，水与蒸汽产生冲击噪声，因占小，90年代初为流行产品；
（4）浮动盘管换热器
采用振动传热，该技术国内基本是引进美国技术发展而来。是利用蒸汽动能，换热面产生振动破坏水膜，层流变为稳流传热，是世界上比较先进的方法，并能利用温差自行脱落硬质水垢，但对微孔软水垢无效，因制造工艺而异，热效率约在80－90%左右，0.2MPa以下蒸汽易产生汽水冲击噪声，储存式上下温差大，有死水区，以及占地面小，价格稍微偏高，现在有很多地方采用，目前国内所有厂家未做过试验，蒸汽压力与水压多大时合适，振频率过大，水分子与换热面不接触，无法传热，过小又起不到破坏水膜的作用，影响传热系数；
（5）机械换热机组
为两级换热：第一级将蒸汽通过喷淋方法变为高温水；第二级用水泵高流速（3M/S）在板式换热器中产生高速摩擦进而产生喘流换热器。这种换热器机组是目前国际上热效率最高（97.8%），冷凝水低于100℃，0.2MPa以下蒸汽正常使用，但因占地大、造价高（比浮动盘管高5倍以上）、消耗电力、维修大、价格贵、无法普遍使用；
（6）涡流热膜换热器
涡流热膜换热器采用最新的涡流热膜传热技术，通过改变流体运动状态来增加传热效果，当介质经过涡流管表面时，强力冲刷管子表面，从而提高换热效率，最高可达10000W/m2℃，这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能，其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式，在换热管表面形成绕流，对流换热系数降低；