容积式换热器常采用的类型及构造有哪些?有何优缺点?容积式换热器主要由储水罐体、换热盘管管束、热媒进出口、冷热水进出口及各种仪表和安全阀接口等组成。
容积式换热器可省掉热水箱(罐),热媒通入盘管管束与罐体内的水进行换热,使罐内水温升高而达到使用热水要求,属间接加热方式。
容积式换热器种类很多,从外型上可分为立式和卧式换热器(如图1);从热媒性质上可分为汽水型和水水型,即热媒可采用蒸汽或高温水;从罐体内结构可分为容积式和半容积式(半即热浮动盘管式)等类型。
图1 卧式容积式换热器
容积式换热器其罐体内充满水,水自换热器底部进入,热从罐体顶部流出。在水流动过程中会形成局部滞流区(冷水区),换热不充分,水温上升较慢,尤其在卧式容积式换热器中更为明显。
容积式换热器的盘管管束固定在罐体内,通入热媒,换热较差。同时,盘管管束上极易结水垢,水垢会导致传热降低,运行中需经常除垢,增加了维修的难度和工作量。目前,较少采用该种形式的换热器。
容积式换热器因换热效率较低,罐体又较大,占地或占空间位置较大,一般卧式容积式换热器可设在高位(或低位)混凝土支墩上,立式可安装在地面混凝土墩上。
容积式换热器具有储水量大,供水安全稳定的优点。为提高换热能力,盘管管束可采用纯铜制作组成。容积式换热器由管束、冷热水进出口、热媒高压蒸汽温度计、温度调节阀、压力调节阀、电控箱、安全阀等组成。
半容积浮动盘管换热器的罐体内储有较少的水量(又称有限量储水),热媒进入浮动盘管管束内与从罐体底部进入的被加热的冷水进行热交换,被热媒加热后的水从罐体顶部流出以满足用户的要求。
虽储水量较少但却能迅速补充热量,通过温度调节阀等控制,一般在热媒流量较为稳定时也会达到较好的效果。由于热媒和被加热的冷水的流动采用了加强传热的措施,同时因盘管管束是在水中处于浮动状态,使被加热的水在罐体内产生扰动,这种扰动强化了传热效果,使盘管传热效率提高。尤其盘管采用热导率大的纯铜材料制成,更加强了换热能力。
浮动盘管还会随水流的流动而上下浮动,在盘管浮动过程中,盘管管壁之间相互摩擦,使盘管外壁的水垢自行脱落。
半容积式换热器具有体积小、占地占空间小、易于安装和运输、换热量大、水加热温升快、不易结垢、可减少维修量、自动化程度高等优点。但操作较为复杂,需随时根据用水负荷的变化进行温度和水压的调节,需技术素质较高的人员进行操作和运行。
半容积换热器接管图式可参照图2。
图2 半容积式换热器接管图
1—水罐体 2—冷水进口管 3—热水出口管 4—蒸汽(热水)进口管 5—凝结水(回水)出口管 6—安全阀接管 7—温度计接口 8—压力表接口
1—罐体 2—安全阀 3—进水管 4—热水管 5—热媒管道 6—疏水器 7—热媒出口管道 8—温度自动控制阀 9—泄水阀 10—补水管