蒸汽高效换热的研究

以蒸汽为热源将水加热，在采暖、空调、生活热水选何种换热器是整体设计的一项重要内容。必须满足以下三个条件：

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->加热速度快，热效率高。

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->操作简单，少维修，低运行成本。

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->综合造价低，占地小，配套设备少。

用蒸汽作热源加热水基本有两种方法：

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->间接加热――蒸汽与水为两个独立系统，通过金属表面热能从高品位向低品位传导。

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->.直接加热――蒸汽直接和被加热物质接触。

间接换热器的特性

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Q＝KF△T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5倍左右，因工程造价原因，一般采用汽――水一级换热。

间接换热器种类及特点

一、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。

二、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。

三、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。

四、浮动盘管换热器。采用振动传热，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，并采用新型结构浮动盘管束，提高了传热能力，同时自动脱垢能力大提高，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。结构紧凑，体积小，占地面积少。但价格稍微偏高，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。

五、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。

传导加热换热种类很多，但都有不足之处：1.无法等温换热2.怕结垢，易结垢3.热效率一般无法超过87％4.换热器需定期维修5.冷凝水温度高，易汽化，浪费能源6.使用蒸汽压力不得低于0.2MPa。优点：两系统压力、流速、流量互不影响，100％回收冷凝水。

这就是蒸汽间接换热的一些换热器的优点和不足——除此之外蒸汽间接加热的换热器还有很多。因此，蒸汽的间接加热在换热行业中占有重要地位。