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汙水換熱器設計要點

日期:2011年10月7日 16:03
隨著人類對環保程度的重視,汙水源熱泵係統越來越多的在生活中得到了應用,但是汙水的水質較差,所以現在利用汙水源熱泵對汙水進行換熱往往是利用間接式方法,所以目前通常的做法是不讓汙水直接進入熱泵機組,而是通過汙水換熱器將熱量換給中介水,再由中介水將熱量換給熱泵機組。由於汙水的流動與換熱性相比之於清水又很大的不同,不能套用以往的設計經驗和參數,設計人員麵臨著許多新問題。但是在實際中,很多設計人員對汙水換熱的特殊性缺乏了解,直接套用針對清水的設計參數與方法,這對工程質量而言是很危險的。 1、汙水換熱器的特點與參數 1) 換熱器內汙水黏度大,換熱麵汙染嚴重,導致汙水側的阻力大於清水側,而換熱係數小於清水側。 2) 由於存在堵塞與汙染的危險,無法像針對清水那樣采取波紋管、內肋片、內插物等增強換熱的設施。 3) 受條件限製汙水換熱器隻能以小溫差換熱。例如在北方嚴寒地區,冬季汙水進口溫度隻有10 ℃左右,而受熱泵機組蒸發溫度的限製,中介水溫度不能太低,因而汙水最大溫降隻能是3~4 ℃,兩級換熱每級的溫差小於3 ℃。 4) 由於傳熱溫差小,換熱係數小,汙水的降溫需要較長的流程,通常為30 m左右。這就需要對殼管式換熱器的內部結構作全新的設計,包括管程的安排、殼空間的結構設計等等,以保證全程逆流換熱和換熱器內部各處均有理想的換熱溫差。 5) 要保證在換熱器內處處有理想的傳熱溫差,就隻有從結構設計的角度實現兩種流體的全程逆流。方法有兩個:一個是在殼空間加裝縱向隔板,另一個是多台換熱器串聯。 一般而言,換熱器設計應追求使用較少的耗材、具有較小的體積、消耗較少的水泵用電來獲得預期的換熱效果。雖然上述要求相互矛盾,但人們對一般的換熱器早已有了成熟的設計經驗。而汙水換熱器要達到上述要求就絕非易事,必須精確計算、精打細算,才能避免耗材過多、體積過大或泵耗過高,才能在各項指標中找到一個最佳至少較佳的平衡點。與耗材、體積、泵耗這三大指標相關的參數不僅有結構參數,諸如管徑、管長、管間距、管程數等等,也有運行參數,諸如流速、流量、壓降、各節點進出口溫度、換熱量等等。

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