板式換熱器的原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)以及其安裝使用方法

本期，我們一起來學(xué)習(xí)了解下板式換熱器的原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)以及其安裝使用方法。

板式換熱器原理

板式換熱器是由帶一定波紋形狀的金屬板片疊裝而成的新型高效換熱器，構(gòu)造包括墊片、壓緊板（活動(dòng)端板、固定端板）和框架（上、下導(dǎo)桿，前支柱）組成，板片之間由密封墊片進(jìn)行密封并導(dǎo)流，分隔出冷/熱兩個(gè)流體通道，冷/熱換熱介質(zhì)分別在各自通道流過，與相隔的板片進(jìn)行熱量交換，以達(dá)到用戶所需溫度。

每塊板片四角都有開孔，組裝成板束后形成流體的分配管和匯集管，冷/熱介質(zhì)熱量交換后，從各自的匯集管回流后循環(huán)利用。

總結(jié)一句話：板式換熱器是間壁式傳熱。

單流程結(jié)構(gòu)：只有2塊板片不傳熱－頭尾板。

雙流程結(jié)構(gòu)：每一個(gè)流程有3塊板片不傳熱。

板式換熱器分類和結(jié)構(gòu)

板式換熱器是由許多波紋形的傳熱板片，按一定的間隔，通過橡膠墊片壓緊組成的可拆卸的換熱設(shè)備。

板式換熱器分類：

一般情況下，我們主要根據(jù)結(jié)構(gòu)來區(qū)分板式換熱器，也就是根據(jù)外形來區(qū)分，可分為四大類：

①可拆卸板式換熱器（又叫帶密封墊片的板式換熱器）

②焊接板式換熱器

③螺旋板式換熱器

④板卷式換熱器（又叫蜂窩式換熱器）

其中，焊接板式換熱器又分為：半焊接板式換熱器、全焊接板式換熱器、板殼式換熱器、釬焊板式換熱器。

板式換熱器特點(diǎn)：

（1）體積小，占地面積少；

（2）傳熱效率高；

（3）組裝靈活；

（4）金屬消耗量低；

（5）熱損失小；

（6）拆卸、清洗、檢修方便；

（7）板式換熱器缺點(diǎn)是密封周邊較長，容易泄漏，不能承受高壓。

板式換熱器有哪幾部分組成？有什么作用？

板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端壓板、夾緊螺栓、支架等組成。

各部件作用如下：

1、傳熱板片

傳熱板片是換熱器主要起換熱作用的元件，一般波紋做成人字形，按照流體介質(zhì)的不同，傳熱板片的材質(zhì)也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成。

2、密封墊片

板式換熱器的密封墊片主要是在換熱板片之間起密封作用。材質(zhì)有：丁腈橡膠，三元乙丙橡膠，氟橡膠等，根據(jù)不同介質(zhì)采用不同橡膠。

3、兩端壓板

兩端壓板主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質(zhì)不泄漏。

4、夾緊螺栓

夾緊螺栓主要是起緊固兩端壓板的作用。夾緊螺栓一般是雙頭螺紋，預(yù)緊螺栓時(shí)，使固定板片的力矩均勻。

5、掛架

主要是支承換熱板片，使其拆卸、清洗、組裝等方便。

如釬焊式板式換熱器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成：

⒈板式換熱器板片和板式換熱器密封墊片

⒉固定壓緊板

⒊活動(dòng)壓緊板

⒋夾緊螺栓

⒌上導(dǎo)桿

⒍下導(dǎo)桿

⒎后立柱

由一組板片疊放成具有通道型式的板片包。兩端分別配置帶有接管的端底板。

整機(jī)由真空釬焊而成。相鄰的通道分別流動(dòng)兩種介質(zhì)。相鄰?fù)ǖ乐g的板片壓制成波紋。型式，以強(qiáng)化兩種介質(zhì)的熱交換。在制冷用釬焊式板式換熱器中，水流道總是比制冷劑流道多一個(gè)。

圖示為單邊流，有些換熱器做成對角流，即：Q1和Q3容納一種介質(zhì)，而Q2和Q4容納另一種介質(zhì)。

板式換熱器的應(yīng)用

板式換熱器主要應(yīng)用以下一些領(lǐng)域：

1.制冷：用作冷凝器和蒸發(fā)器。

2.暖通空調(diào)：配合鍋爐使用的中間換熱器、高層建筑中間換熱器等。

3.化學(xué)工業(yè)：純堿工業(yè)，合成氨，酒精發(fā)酵，樹脂合成冷卻等。

4.冶金工業(yè)：鋁酸鹽母液加熱或冷卻，煉鋼工藝?yán)鋮s等。

5. 機(jī)械工業(yè)：各種淬火液冷卻，減速器潤滑油冷卻等。

6.電力工業(yè)：高壓變壓器油冷卻，發(fā)電機(jī)軸承油冷卻等。

7.造紙工業(yè)：漂白工藝熱回收，加熱洗漿液等。

8.紡織工業(yè)：粘膠絲堿水溶液冷卻，沸騰硝化纖維冷卻等。

9.食品工業(yè)：果汁滅菌冷卻，動(dòng)植物油加熱冷卻等。

10.油脂工藝：皂基常壓干燥，加熱或冷卻各種工藝用液。

11.集中供熱：熱電廠廢熱區(qū)域供暖，加熱洗澡用水。

12.其他：石油、醫(yī)藥、船舶、海水淡化、地?zé)崂?、太陽能利用?/p>

具體我們可以這么歸類：

可拆板式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域：船舶海工、電力能源、石油化工、醫(yī)藥食品、機(jī)械設(shè)備、暖通區(qū)域；

釬焊板式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域：制冷空調(diào)、熱泵熱水、冷凍冷藏、汽車、機(jī)械設(shè)備；

同軸套管式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域：空調(diào)制冷、熱泵熱水；

高效罐式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域：熱泵熱水；

板式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)

板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)：

1、板式換熱器傳熱系數(shù)高

波紋表面板片主要有三種。突起狀板、渡紋板和人字型板，在供熱領(lǐng)域人字型采用最多。在低流速即0.15～0.85m/s下就能激發(fā)湍流流動(dòng)狀態(tài)，而且在板片兩側(cè)傳熱系數(shù)很高，由數(shù)據(jù)表明，板式換熱器傳熱系數(shù)是列管式的2～4倍，而此時(shí)壓降相近。

2、板式換熱器污垢熱阻小

板式換熱器的板材一般采用不銹鋼板或鈦板等合金鋼板，一般板厚儀為0.8～0.9mm，由于板壁薄，使板壁的熱阻減小。當(dāng)然也跟板壁發(fā)生強(qiáng)烈的湍流有關(guān)，致使換熱器表面污垢熱阻小。據(jù)美國板式換熱器制造協(xié)會(huì)（TEMA）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定t板式換熱器污垢熱阻，當(dāng)用同樣一種介質(zhì)時(shí)，可按列管式換熱器內(nèi)污垢熱阻l/5選取。另具一些文獻(xiàn)介紹，板式換熱器污垢熱阻一般約為0.00012m·℃· htkcal。當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)，介質(zhì)是凝結(jié)水或蒸汽時(shí)，板式換熱器污垢熱阻為0.O0001m·℃·h/kcal，而列管式換熱器污垢熱阻則是0.0001，兩者之倒是1：10。

3、板式換熱器污垢較輕

這是因?yàn)榘彘g具有較高的端流，致使污混雜物懸浮，這時(shí)板作為傳熱面很光滑，即便污垢沉積掛于板上，因無死角，板材表面不易腐蝕，這時(shí)湍流有助于自身洗滌，沖刷附著板上的污垢，起剝離作用。同時(shí)板間流動(dòng)，空間小，使介質(zhì)滯留量少，所以清洗起來簡單方便。

4、板式體積小，因此向周圍環(huán)境散失的熱量也較少

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，一般只有列管熱損失1/5左右。同時(shí)板式占地面積小，僅為列管式換熱器的1/5～1/10，加上列管式換熱器抽芯管檢修、檢查等，這個(gè)數(shù)就更小，重量輕，在帶相同的熱負(fù)荷時(shí)。板式重量只是列管式的1/4左右，這樣相應(yīng)地給檢查清洗、保養(yǎng)都帶來方便條件。

5、泄露時(shí)容易發(fā)現(xiàn)

在板式換熱器發(fā)生泄漏對，板式換熱器內(nèi)的介質(zhì)是泄漏在外表面，不是像列管換熱器那樣，發(fā)生于一次永與二次水互串，并在一般狀況下不易發(fā)覺。

6、操作方便

板式換熱器的起動(dòng)和停止運(yùn)行所需要的時(shí)間短，操作方便，受到操作管理人員的歡迎。

7、組裝靈活

根據(jù)不同的負(fù)荷，可把一個(gè)流通的板片數(shù)和程數(shù)相結(jié)合起來，所以板式組裝靈活。如果采用中間連接板或中間隔板，可一個(gè)臺架上裝幾個(gè)換熱器，運(yùn)行不同的負(fù)荷，這樣可以減少系統(tǒng)中管線、閥門配件等設(shè)備，對降低工程造價(jià)，減少占地面積都有益處。

板式換熱器的缺點(diǎn)

1 ：工作壓力在 2.5MPa以下

板式換熱器是靠墊片進(jìn)行密封的，密封的周邊很長，而且角孔的兩道密封處的支撐情況較差，墊片得不到足夠的壓緊力，所以目前板式換熱器的最高工作壓力僅為2.5MPa；單板面積在1㎡以上時(shí)，其工作壓力往往低于2.5MPa。

2 ：工作溫度在 250 ℃以下

板式換熱器的工作溫度決定于密封墊片能承受的溫度。用橡膠類彈性墊片時(shí)，最高工作溫度在 200 ℃以下；用壓縮石棉絨墊片（Caf）時(shí)，最高工作溫度為250- 260 ℃。

3 ：不適用于易堵塞通道的介質(zhì)的換熱

板式換熱器的板間通道很窄，一般為 3-5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)中含有較大的固體顆?；蚶w維物質(zhì)，就容易堵塞板間通道。對這種換熱場合，應(yīng)考慮在入口安裝過濾裝置，或采用再生冷卻系統(tǒng)。

板式換熱器的安裝維護(hù)

換熱器接管的顛倒放置

換熱器的安裝姿勢

應(yīng)垂直安裝。

不要采用水平放置形式。

只有在全面試驗(yàn)并作出評估以后才能如下圖示方法安裝。

側(cè)邊朝下（圖1）的放置稍好一些，估計(jì)用作蒸發(fā)器時(shí)容量會(huì)減少25%，

冷凝器不清楚，但肯定會(huì)減低。

傾斜5 ~10°的BPHE可以把容量減少降低到能夠接受的程度（圖2）。

冷凝器的放置方式必須使制冷劑從下面兩個(gè)接管出入，防止液阻塞（圖2）。

蒸發(fā)器應(yīng)將制冷劑接管在上，防止汽阻塞（圖3）。

換熱器的安裝和水側(cè)管路布置

不要讓震動(dòng)和管道的熱膨脹波及到換熱器?？刹扇。?/p>

—在BPHE和支架之間加橡膠墊。

—壓縮機(jī)采用減振器。

—直管段較長時(shí)，采用波紋管或其它吸振裝置。

如果水路從上部接管接入并且壓力降較小，低于相應(yīng)的靜壓差，那么，水就不會(huì)充滿BPHE。換熱器的上部形成空氣腔并阻塞部分傳熱面。

一個(gè)高于進(jìn)口接管的回彎可以使水充滿BPHE（圖示）。

換熱器的管路焊接

用溶劑對焊接表面清洗并去除油污。為避免氧化并冷卻BPHE，將氮?dú)獯颠^被焊接的管路。水側(cè)管路通水并保持流動(dòng)。焊接開始前就通水并持續(xù)到可以手摸BPHE為止。也可以在接管根部纏繞濕布或不斷用水沖刷焊件。

焊料至少含銀45%，釬焊應(yīng)在低于650 ℃下進(jìn)行。任何情況下焊件都不應(yīng)超過800 ℃。

TIG（鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊）焊接和保護(hù)氣是放熱量最少的焊接法，應(yīng)盡量采用。

在管口壓降較大時(shí)，換熱器的不均勻分布

釬焊換熱器排汽和排水（某些流程須配置一些附加接管）

釬焊換熱器用于冷凝器/冷凝液液位（高度）控制的危險(xiǎn)

避免在一臺冷凝器內(nèi)使冷凝液進(jìn)一步過冷，由于K冷凝遠(yuǎn)大于K過冷，過冷面積和冷凝面積的轉(zhuǎn)換會(huì)引起大的容量變化，結(jié)果可能是控制問題并產(chǎn)生震蕩。除此以外惰性氣體還會(huì)在冷凝器內(nèi)被有效分離，并浮在其上部。

冷凝器其他方面

冷凝器的壓力降

制冷劑通常在強(qiáng)制壓力下運(yùn)行，該壓力使足夠的壓力降可資利用。

大溫差（小流量）下的允許壓力降比小溫差（大流量）下的允許壓力降高，但溫差不應(yīng)小于1～2℃。

管口的壓力降應(yīng)小于20%的總壓力降，否則從第一個(gè)到最后一個(gè)通道會(huì)發(fā)生分配不均。

冷凝器的冷凝壓力

應(yīng)保持盡可能低的設(shè)計(jì)冷凝壓力，降低冷凝壓力意味著給定制冷量下，減少壓縮機(jī)的耗能，或壓縮機(jī)耗能一定時(shí)，增加制冷量。冷凝溫度與入口水溫之差控制在5～10℃最為合適。

壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，應(yīng)保持壓力不變，當(dāng)冷卻水溫降低時(shí)，冷凝壓力至少不應(yīng)降低到限定值，如降低過多，熱力膨脹閥就不能有足夠的壓差給出所要求的容量。

水流方向

由于冷凝器循環(huán)的負(fù)荷（冷凝量）大于蒸發(fā)器循環(huán)的負(fù)荷（制冷量），所以最好讓冷凝器循環(huán)呈逆流（熱泵循環(huán)），蒸發(fā)器循環(huán)呈順流（制冷循環(huán)）。

壓力降

從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，可把壓力降調(diào)整到一個(gè)合理的值，壓力降小于0.2～0.3MPa時(shí)，在釬焊換熱器內(nèi)不會(huì)有侵蝕的危險(xiǎn)。流量和壓力降必須同時(shí)計(jì)算，以便求出最佳值。殼管式或套管式換熱器利于在大流量，低壓力降下工作，而釬焊換熱器則相反。

最佳流量一般是使每米流道長的壓力降大于0.04MPa，且管口壓力降約小于30%的總壓力降。

冷凝器故障診斷

容量不足

查驗(yàn)流量，溫度和壓力降等參數(shù)。判斷什么現(xiàn)象引起壓力降異常。

檢查水流動(dòng)受阻，來自儲液器的滿溢，以及異常聲音等，檢查冷凝器外表面的溫度變化。大溫差有可能是惰性氣體阻塞，或水側(cè)阻塞，要不然是制冷劑流動(dòng)受阻，若不是純水，檢查冷卻流體。若是乙二醇水溶液或類似物，可校核其濃度和/或粘度。濃度太高會(huì)削弱傳熱。

檢查冷凝器液體側(cè)中污垢情況和制冷劑側(cè)中潤滑油情況，蒸發(fā)器和壓縮機(jī)是否匹配。檢查壓縮機(jī)。在額定壓力下壓縮機(jī)是否排出足夠的制冷劑到冷凝器。若排出的比吸入的多，多出的制冷劑不能在冷凝器內(nèi)冷凝，使容量降低。是否由于壓縮機(jī)磨損造成制冷劑的內(nèi)部泄漏？轉(zhuǎn)速和電流消耗是否與其容量相一致？

容量低，但冷凝液的過冷度又太大，這意味著冷凝液液位過高，阻塞了冷凝器用于冷凝的加熱表面。此現(xiàn)象可能是系統(tǒng)中的制冷劑充灌量太多。

不穩(wěn)定性

儲液器壓力控制閥與冷凝器之間距離大，意味著冷凝液在其液位升高以前不得不充滿冷凝液管，即響應(yīng)時(shí)間長，與此相反，當(dāng)冷凝器排液時(shí)，響應(yīng)時(shí)間短。

檢查各種閥門的力學(xué)性能。尤其是膨脹閥，水中的雜質(zhì)或因磨損而產(chǎn)生的金屬碎屑，很容易阻塞流動(dòng)并損壞閥門。如果流量減少是由堵塞所造成，其容量同樣要降低。這種被堵塞的閥門會(huì)通過其不規(guī)則的控制運(yùn)作和/或異常聲音顯露出來。

釬焊換熱器用于蒸發(fā)器

沸騰放熱系數(shù)

對于與油互溶的制冷劑，如R22，油會(huì)影響沸騰放熱系數(shù)，在R22中油的濃度在3～5%范圍內(nèi)，沸騰放熱系數(shù)隨油濃度的增加而增大，超過5%時(shí)，沸騰放熱系數(shù)又降低。這種影響可用制冷劑-油混合物的表面張力降低，使更多的汽化核心起作用來加以解釋。油濃度高時(shí)制冷劑中油的影響可以忽略，此時(shí)混合物粘度加大將起主導(dǎo)作用。

遺憾的是：預(yù)測沸騰放熱系數(shù)是很困難的（＞9%的誤差）。

幸運(yùn)的是：上述的機(jī)理在工業(yè)，尤其在制冷蒸發(fā)器中起著次要作用。

在圓形流道中垂直，向上的兩相流流態(tài)圖

直接膨脹式蒸發(fā)器

制冷劑流入蒸發(fā)器進(jìn)口處已部分汽化，一般對R22入口蒸汽干度約為25%，制冷劑是飽和狀態(tài)，當(dāng)液體在蒸發(fā)器中上升時(shí)，壓力降低（壓力降和靜壓的原因）。溫度將由進(jìn)口處降至制冷劑都蒸發(fā)的狀態(tài)點(diǎn)。蒸汽將開始過熱。過熱度是變化的，對R22一般是5℃。

蒸汽過熱能保護(hù)壓機(jī)免受液滴（5%的不可壓縮油滴不會(huì)導(dǎo)致液擊）蒸發(fā)引起的沖擊。并能避免液滴沖走壓機(jī)中的油。

按照對液擊敏感高低程度，分壓機(jī)類型由高到低依此是：開啟活塞式壓機(jī)，螺桿式壓機(jī)，對液擊最不敏感的是透平壓機(jī)和渦旋式壓機(jī)。

過熱度5 ℃可將R22（飽和溫度0 ℃）含有1.8%的液滴蒸發(fā)為100%的飽和蒸汽（0℃）。

熱力膨脹閥的選擇和安裝

膨脹閥和蒸發(fā)器必須有相同的名義換熱量和過熱度。

兩只表面上相同，而效應(yīng)不同的閥門，應(yīng)選擇斜率小的（如圖示）。

萬一有可能發(fā)生不穩(wěn)定的系統(tǒng)，蒸發(fā)器應(yīng)該設(shè)計(jì)成其過熱度大于5℃的名義過熱度。由于正常設(shè)計(jì)預(yù)量和垢阻，實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)該如此。這會(huì)增大斜率，但是容量有一定損失。

選擇最大容量小于蒸發(fā)器零過熱度容量的閥門，如果震蕩發(fā)生，也不會(huì)有未蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)的危險(xiǎn)。

在換熱器中，由于管口速度低，危險(xiǎn)在于：通過膨脹閥的氣態(tài)和液態(tài)制冷劑，可能分離而進(jìn)入不同的流道。另一方面，如果管口流速過大，導(dǎo)致管口壓降相對于流道壓降要大，這將導(dǎo)致制冷劑分液不均。

以下的各種改善分液不均的方案都有缺陷，正確安裝的膨脹閥是使其進(jìn)口管徑盡可能的小（如加裝一個(gè)帶有預(yù)混器的接管）。特別對低溫制冷，欽寶的分配器是很有效的。其缺點(diǎn)是它很難應(yīng)用于可逆的系統(tǒng)，即當(dāng)用作冷凝器時(shí)，膨脹閥也應(yīng)比通常情況稍大。

感溫包禁止安裝在管道底部，防止油的干擾。

制冷劑會(huì)從膨脹閥的填料盒泄露出來，因此液態(tài)制冷劑會(huì)和蒸汽一起進(jìn)入壓縮機(jī)。一般 說明書說明，感溫包應(yīng)安裝在壓力表的上游，以免讀數(shù)錯(cuò)誤，但這意味著進(jìn)入壓縮機(jī)的過熱度不正確。因此，如果蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間有足夠的距離，感溫包要放在壓力表下游 400～600mm外，液態(tài)制冷劑可充分蒸發(fā)。感溫包將可測到正確的過熱度。傳壓管必須安裝在感溫包的下游。

感溫包和傳壓管必須安裝在水平彎頭之后的 一段水平管路上，彎頭充作汽液分離器，排除液態(tài)制冷劑和油對測量的干擾。

膨脹閥到蒸發(fā)器的管路應(yīng)平直，并且與閥門出口管徑相同。

如果壓縮機(jī)與感溫包和傳壓管之間距離太短 ，由于膨脹閥沒有時(shí)間對負(fù)荷作出響應(yīng)，液態(tài)制冷劑有可能進(jìn)入壓縮機(jī)。電磁閥應(yīng)該盡可能近地安裝于膨脹閥前面。

蒸發(fā)器故障診斷

震蕩（無論多么謹(jǐn)慎，震蕩都將發(fā)生）

改變靜過熱度。將感溫包安裝離蒸發(fā)器遠(yuǎn)些。震蕩是否僅在低容量下發(fā)生？具有非常低的流道流量的蒸發(fā)器，有時(shí)工作不穩(wěn)定。冷凝器或儲液器流量是否恒定？其特性參數(shù)是否恒定？是否有熱氣旁通控制或凍結(jié)保護(hù)，它們是否是震蕩的來源？

盡量提高蒸發(fā)器中兩種介質(zhì)的溫差，使膨脹閥曲線移到其斜率小于蒸發(fā)器曲線斜率的區(qū)域，提供了可允許的誤差。檢查系統(tǒng)的制冷劑充滿度。如不足，儲液器將跑干，膨脹閥制冷劑流量不規(guī)律，這樣給蒸發(fā)器穩(wěn)定性和容量帶來影響。

容量不足

查驗(yàn)流量，溫度和壓力降等參數(shù)。壓力降是否暗示某些不正常？水流動(dòng)受阻或油過多。在不同位置交換使用溫度計(jì)。小溫差很容易被不正確的溫度計(jì)所掩蓋。檢查蒸發(fā)器外表面的溫度變化。大溫差有可能是水側(cè)或制冷劑側(cè)分液不均。通過溫度和流量的各種組合，雙檢傳熱。

檢查加熱流體。若是乙二醇水溶液或類似物，可校核其濃度和/或粘度。濃度太高會(huì)削弱傳熱，太低容易凍結(jié)。檢查冰的形成。冰將損害傳熱，實(shí)際出口溫度將升高。檢查蒸發(fā)器液體側(cè)中污垢情況和制冷劑側(cè)中油垢情況。

冷凝器和壓縮機(jī)是否匹配，制冷劑中是否有水。在膨脹閥處水將變成冰，從而阻塞制冷劑流動(dòng)。檢查冷凝器壓力。如果壓力太低，沒有足夠的壓力驅(qū)動(dòng)制冷劑流過膨脹閥。

不穩(wěn)定因素。它將導(dǎo)致容量降低。檢查過熱度，如果大于設(shè)計(jì)值，說明蒸發(fā)器應(yīng)能蒸發(fā)比實(shí)際更多的制冷劑，即增大容量?？赡苡捎谔〉拈y門，管道阻礙物，過濾器過臟，結(jié)冰，儲液器跑干等等。由此蒸發(fā)器不能蒸發(fā)超過其進(jìn)入量更多的制冷劑，并且進(jìn)入量太少，致使容量太低。如果針對已被調(diào)好過熱度，膨脹閥不能給予所需的容量，且靜裝配過熱度設(shè)置小，系統(tǒng)將不可能提供更多制冷劑。

將感溫包卸下，讓其加熱。感溫包溫度升高迫使膨脹閥達(dá)到最大容量值，看看容量增加了嗎？制冷劑不斷從有故障的熱氣旁通閥漏出。于是，降低了容量。檢查膨脹閥的進(jìn)口溫度。如果具有相當(dāng)高的過冷度，如裝有回?zé)崞?，相比于在冷凝壓力下進(jìn)入膨脹閥，有較少的液體蒸發(fā)。較低蒸汽干度降低傳熱系數(shù)。因此容量減少。

制冷劑側(cè)的污垢

產(chǎn)生原因

油（在傳熱面上產(chǎn)生絕熱的油膜）。

油分解的產(chǎn)物（在壓縮機(jī)中被加熱到超過油的分解溫度）。

磨損和破裂（壓縮機(jī)的磨損，對傳熱不一定有害）。

水（油和水以及油的分解物會(huì)形成污垢）

清洗和預(yù)防

通常不對制冷劑側(cè)進(jìn)行清洗，除非系統(tǒng)被完全堵塞。這種污垢最可能是油極其分解物。可用一些合適的洗滌劑清洗。

為了保證油在蒸發(fā)器中良好地通過，制冷劑蒸汽速度或者剪切應(yīng)力越大越好。剪切應(yīng)力正比于單位流道長的壓力降。通常5KPa/m就足夠了。

冷凝器水側(cè)的污垢

水的類型

自來水—水質(zhì)和水溫都很好。

井水—相當(dāng)冷且干凈及較低的微生物含量，但是生成水垢的含鹽（硫化鈣，流化鎂，碳酸鈣及碳酸鎂）濃度有時(shí)會(huì)相當(dāng)高。從簡單的過濾到精細(xì)的預(yù)處理可能是需要的。

由于水溫低，而且一般可獲得的數(shù)量很少，所以允許溫升大于冷卻塔水的水溫升，而冷卻塔水的溫升在低流量條件下為10~15℃。

冷卻塔水—冷卻塔水通常比來自同一地區(qū)的井水溫度高15~20℃。含鹽量會(huì)10倍于補(bǔ)充水。在污染嚴(yán)重地區(qū)，會(huì)夾帶灰塵和腐蝕性氣體。需要對其進(jìn)行各種處理。冷卻塔通常設(shè)計(jì)成約5℃的水溫降。

河水和湖水—鹽濃度通常相當(dāng)?shù)?，但是含有相?dāng)數(shù)量的固體顆粒。微生物活性（藻類，細(xì)菌和真菌）很高，有時(shí)會(huì)有農(nóng)藥。預(yù)處理是必需的，溫度通常介于井水和冷卻塔水之間。由于環(huán)境的原因，其溫升不允許超過10℃。

城市廢水—通常含有天然農(nóng)藥，特別是自由氨。有時(shí)用吹氣法除氨。一般不能用作BPHE的冷凝器的冷卻介質(zhì)。

鹽水和海水—由于氯離子的腐蝕作用，不能用作BPHE的冷凝器的冷卻介質(zhì)。

冷凝器水側(cè)污垢的清洗

水側(cè)的腐蝕

氯化的水

水中加氯處理（如游泳池）或海水倒灌，此時(shí)氯轉(zhuǎn)變成氯離子（Cl-）并逐漸遞增，一段時(shí)間后，氯離子濃度會(huì)增加至在板片上形成坑蝕，腐蝕的發(fā)生比下圖所顯示的要低得多。

預(yù)防不要在BPHE之前立即放置加氯點(diǎn)，應(yīng)該盡量遠(yuǎn)些。

PH值愈高愈好，至少》7。

在BPHE進(jìn)口，Cl2《0.5ppm。

水溫50～60℃時(shí)，控制Cl-《150ppm，水溫70～80℃時(shí)，控制Cl-《100ppm。

氯化鈣和溴化鋰溶液濃縮的氯化鈣溶液在高PH值和低溫（《0℃）時(shí)，不腐蝕不銹鋼。對25%濃度的氯化鈣溶液，316L可用于溫度《80℃，100%濃度時(shí)，可用于溫度《20℃。如果用抗腐蝕劑如重鉻酸鹽，對溶液進(jìn)行處理，它對銅同樣有腐蝕性。當(dāng)設(shè)備停止運(yùn)行，且使溶液的溫度升高，尤其是使溶液的PH值降低了，比如不適當(dāng)?shù)赜盟逑春螅瑒t會(huì)引起金屬點(diǎn)腐蝕。上述性質(zhì)同樣適用于溴化鋰溶液。

預(yù)防金屬點(diǎn)腐蝕是一種很快的過程，對蒸發(fā)器內(nèi)點(diǎn)腐蝕的影響可能是災(zāi)難性的。僅僅使用抗腐蝕的工業(yè)溶液。這種溶液正確地說明，它與銅和不銹鋼是相容的。

制冷劑側(cè)的腐蝕

氫氟氯碳化物（HCFC）的分解產(chǎn)物。在一定條件下，HCFC將分解，氯氟和氫將形成鹽酸和氫氯酸。

HCFCS可能更容易分解，如果氧氣存在，將加速分解。

水的存在。完全干燥的氫氯酸和氫氟酸無很大的腐蝕性，在水溶液中成為最強(qiáng)的酸。

高溫?！?00℃時(shí)，危險(xiǎn)性很小，但當(dāng)有催化劑時(shí)，分解將加快。鎳，鉻，釩等以及氧化物可以做催化劑。不銹鋼在焊接時(shí)可形成這些氧化物。因此在焊接過程中不容許有氧化過程。

油分解過程中有機(jī)酸的形成。當(dāng)有水存在時(shí)會(huì)加速。礦物油通常不會(huì)有麻煩。一些新型合成油含有非常活躍的雙鍵分子，與水或氧形成有機(jī)酸。

氨。干燥的氨不會(huì)對銅腐蝕。由于水份通常是存在的，在氨制冷系統(tǒng)中，不能用銅釬焊換熱器。氨的熱力特性意味著壓縮機(jī)排氣溫度較高，有油分解的危險(xiǎn)。這可能導(dǎo)致潤滑故障，以及形成無腐蝕性的污垢。在油分解的過程中形成的酸將被氨中和掉。

焊劑（一般不會(huì)進(jìn)入換熱器）。焊劑化合物能除去金屬表面的氧化物，形成烈性腐蝕劑。

預(yù)防經(jīng)常檢查干燥器。

限制壓縮機(jī)出口溫度。

檢查過濾器。如果偶然發(fā)生堵塞，這可能是油分解物生成的跡象。

在焊接接管時(shí)，應(yīng)用氮?dú)獗Ｗo(hù)（向接管和設(shè)備內(nèi)吹入氮?dú)猓?/p>

BPHE的泄漏/不同類型的泄漏

泄漏的查找

系統(tǒng)檢查

—檢查停機(jī)程序和蒸發(fā)溫度。冷凝器中壓力是否得以控制？冬季最大冷凝壓力低會(huì)迫使蒸發(fā)溫度下降。

—檢查停車和啟動(dòng)程序和如果熱沖擊可能發(fā)生的溫度變化檢查。是否冷流體突然進(jìn)入較熱的BPHE，或反之亦然？

—檢查來自其它設(shè)備的振動(dòng)。是否有可減力或減振的彎頭或波紋管？

—在并聯(lián)壓縮機(jī)或BPHE情況下，當(dāng)一臺機(jī)組突然起動(dòng)或停車時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致突然的壓力或溫度波動(dòng)。是否所有的BPHE都有自身的壓力控制器？

—在水側(cè)是否應(yīng)用了電動(dòng)閥或電磁閥？在BPHE之后安裝電磁閥，可能導(dǎo)致水擊。

—是否應(yīng)用了通過調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)間可以半連續(xù)運(yùn)行的閥門？這種閥門可能開1秒，關(guān)5秒，從關(guān)轉(zhuǎn)向開5秒，關(guān)1秒。它們是溫度，壓力驟變的原因。

—水中是否含有過量的氯離子或其它腐蝕劑？試取水樣。

外部檢查

—在正對進(jìn)水口處的反面蓋板上是否有鼓包？

—兩側(cè)是否有變形跡象？

—接管連接是否密封？

—檢查外表是否有運(yùn)輸或安裝損壞？

BPHE凍結(jié)的防止/安裝

水凍結(jié)過程

壁溫恰好是0℃時(shí)，不會(huì)結(jié)冰，必須有一定的過冷度。

主流水溫接近0℃時(shí)，冰層會(huì)逐漸加厚最后把整個(gè)流道阻塞。

在一個(gè)直接膨脹蒸發(fā)器里，制冷劑的進(jìn)口溫度通常要比蒸發(fā)溫度高出1.5-2.5℃。流動(dòng)形式一般是逆流，即溫度最低的水將遇到溫度最低的液態(tài)制冷劑。

在一般的穩(wěn)定運(yùn)行工況下，當(dāng)壁溫還沒有降到0℃以下時(shí)蒸發(fā)溫度可能已經(jīng)遠(yuǎn)低于0℃了。但這種情況會(huì)在哪里發(fā)生？

—很難確定。取決于溫度分布，水和制冷劑的壓力降等因素。

—先在一個(gè)流道內(nèi)結(jié)冰，流道阻力增加而使水流量減小，水溫和壁溫被冷卻到更低的程度，結(jié)更多的冰，直至板片破裂。

—只要蒸發(fā)溫度低于0℃，凍結(jié)都有可能發(fā)生。

乙二醇或鹽溶液凍結(jié)時(shí)，形成的冰晶體中含有純水，因此該冰晶體的融點(diǎn)是0℃。所以當(dāng)溫度升高時(shí)“冰”依然存在，與水結(jié)的冰將融化有所不同。

由于這種結(jié)冰滯后作用，可能在蒸發(fā)器中出現(xiàn)冰的集結(jié)現(xiàn)象。所幸的是溶液冰晶體中含有乙二醇或鹽，因而它更象一團(tuán)松散的泥漿而不象純冰那樣是堅(jiān)硬的一塊。

BPHE凍結(jié)的防止/熱力和水力設(shè)計(jì)

審核編輯 ：李倩