在我國(guó)暖通設(shè)計(jì)中，換熱站在供暖系統(tǒng)中起做舉足輕重的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)好換熱站以及制作好換熱站是關(guān)系到民生大事。首先使用效果好達(dá)到供暖供熱要求，二是運(yùn)行費(fèi)用控制的好達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的，三是在運(yùn)行中與系統(tǒng)的匹配性為佳，做到檢修方便維護(hù)成本低，那么整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行壽命長(zhǎng)。設(shè)計(jì)好而達(dá)到上述的幾點(diǎn)要求結(jié)合本人的經(jīng)驗(yàn)所得分享下列重要幾個(gè)環(huán)節(jié)。

一、規(guī)模和站房的選擇

1、換熱站的位置盡量選擇供熱區(qū)域的中心，供熱半徑不大于400m，單個(gè)區(qū)域系統(tǒng)不宜大于10-15萬(wàn)方的供暖面積。

2、目前由于房?jī)r(jià)的高昂，選擇在地下室設(shè)置換熱站，必須預(yù)留檢修空間，布局合理。那么在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮熱源以及采暖型式對(duì)換熱器的合理選擇，換熱站的大小由供熱站設(shè)備決定，換熱站機(jī)房高度最 佳值4.5m，最 低3.5m，設(shè)備相互預(yù)留空間0.8m-1.5m。

3、需考慮設(shè)備出入口、通道，方便進(jìn)入換熱設(shè)備。

二、換熱設(shè)備的選擇

1、板式換熱器，板式換熱器的換熱效率是換熱器當(dāng)中換熱效率高、缺點(diǎn)是不能耐受高溫高壓，板式換熱器檢修方便、故該設(shè)備適用于水-水換熱系統(tǒng)，溫度不宜超過(guò)160℃，壓力不宜超過(guò)2.0MPa。當(dāng)然板式換熱器也有特殊的換熱器，例如有激光半焊式，可結(jié)合實(shí)際情況而選用。

2、管殼式換熱器，有的廠家命名為螺紋管式、螺旋管式、波節(jié)管式、等離子式，等等，只是在管殼式換熱器中的細(xì)節(jié)進(jìn)行深化而提高換熱效率，但由于管殼式換熱器的特點(diǎn)，總的換熱效率比不過(guò)板式換熱器，優(yōu)點(diǎn)是耐受高溫高壓，故適用于汽水換熱系統(tǒng)（高溫高壓系統(tǒng)），設(shè)計(jì)人員可結(jié)合實(shí)際情況二合理選用。

3、水水板式換熱器設(shè)備及參數(shù)選用

單套大系統(tǒng)宜采用雙板換，循環(huán)水泵多數(shù)使用3臺(tái)，二用一備，配置相關(guān)閥門(mén)、儀表、溫度控制、電氣控制柜，結(jié)合暖通手冊(cè)合理選用符合指標(biāo)，結(jié)合流量、流速、溫差選用板式換熱器、水泵的參數(shù)，尤其板式換熱器需要有專業(yè)的選型軟件進(jìn)行詳細(xì)模擬選型，給出換熱器的換熱系數(shù)、污垢系數(shù)、版型匹配、混裝版型的傳熱系數(shù)變化、對(duì)數(shù)平均溫差、流量流速、換熱余量、管口大小等等。舉例高溫水水板式換熱器的選型：

quotation: 03                 position:      1               周延順       

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  t h e r m o w a v e - plate heatexchanger:      TL  500                 

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media 1 / media 2           :          WATER                  WATER       

inlet temperature       [℃]:           50.0                   95.0       

outlet temperature      [℃]:           75.0                   55.0       

mass flow rate        [kg/h]:       107379.6                67008.2       

flow rate              [l/h]:       109369.3                68742.5       

--------------------------------------------------------------------------

density               [t/m3:            0.982                  0.975     

heat capacity       [kJ/kgK]:            4.184                  4.190     

conductivity          [W/mK]:            0.656                  0.667     

dynamic viscosity       [cP]:            0.445                  0.375     

--------------------------------------------------------------------------

heat load               [kW]:                    3120.000                 

no. of plates / surface [m2:           99   /     46.6                   

k foul.              [W/m2]:                    6193.1                   

excess surface           [%]:                       0.6                   

fouling resist.[10^-4*m2/W]:                       0.009                 

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connection               [-]:          100                    100         

pressure drop          [bar]:            0.588                  0.239     

max.oper./test pressure[bar]:   16.00 / 20.00          16.00 / 20.00      

oper.temp.  min. / max. [℃]:               0.0   / 100.0                 

content                  [l]:          78.9                   78.9        

--------------------------------------------------------------------------

plate material              : 1.4301                                      

ring gasket                 : EPDM-HT                 EPDM-HT             

field gasket                : EPDM-HT                 EPDM-HT             

gasket fixing               : clip on / glueless      clip on / glueless  

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connection types            : see sketch                                  

frame type                  : K / bolted           / painted RAL 5018     

design code                 : AD-Merkblatt 2000 / PED 97/23/EC Modul H1   

--------------------------------------------------------------------------

total weight     (empty)[kg]:  976.1           over. dimensions (lxwxh)[mm]: 1000.0 x 550.0 x 1745.0                     

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connections                                                               

   media  pos. connection type              DIN   type   DN  PN material  

    1 out  K1: STUD BOLTS                   2501        100  16 1.4571    

    2 in   K2: STUD BOLTS                   2501        100  16 1.4571    

    2 out  K3: STUD BOLTS                   2501        100  16 1.4571    

    1 in   K4: STUD BOLTS                   2501        100  16 1.4571    

                         plate heatexchangers       date:   01.10.2020    

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  customer:                                                               

  project :                                                               

  curr.no.: 03          position:     1  version:     1 section:    AUS   

  remarks :                                                               

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  WATER                     :     50.0 ℃  ===>  75.0 ℃     NTU:  2.31   

                                          10.82 ℃                        

  WATER                     :     55.0 ℃  <===  95.0 ℃     NTU:  3.70   

  heat load             [kW]:           3120.000                          

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  medium                    :          WATER                  WATER       

  flow rate            [l/h]:         109369.3                68742.5     

  mass flow rate      [kg/h]:         107379.6                67008.2     

  density             [t/m3:              0.982                  0.975   

  heat capacity     [kJ/kgK]:              4.184                  4.190   

  conductivity        [W/mK]:              0.656                  0.667   

  dynamic viscosity     [cP]:              0.445                  0.375   

 -----------------------------------------------------------------------  

  dp-port              [bar]:              0.039                  0.014   

  dp-plate             [bar]:              0.549                  0.224   

  dp-total             [bar]:              0.588                  0.239   

 -----------------------------------------------------------------------  

  connection             [-]:            100                    100       

  plate material            :                     1.4301                  

  thickness   [mm]  / reinf.:      0.50 /   -             0.50 /   -      

  gasket material           :D / M-EPDM-HT          D / M-EPDM-HT         

  max.oper./test press.[bar]:     16.00 / 20.00          16.00 / 20.00    

  max. oper.temperature [℃]:            0.0                  100.0       

 -----------------------------------------------------------------------  

  k clean        [W/m2]:     6228.1   excess surface    [%]:     0.6     

  k foul.        [W/m2]:     6193.1   fouling [10^-4*m2/W]:     0.009   

  heat transfer area[m2:       46.6   r-factor          [-]:     0.984   

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    99 plates  TL  500                                                    

  cold:                       1 x ( 16 SH .  33 SH)                       

          ----------------------------------------------------------      

  hot:                        1 x ( 16 PH .  33 SH)                       

                                   + 1 endplate                           

 -----------------------------------------------------------------------  

             cold side                              hot side              

    w(port) [m/s]     content [l]         w(port) [m/s]     content [l]   

        3.37                78.9              2.12                78.9    

  nl. w [m/s]    Re     a [W/m2]       nl. w [m/s]    Re     a [W/m2]   

  SH    0.30    4165     17786.7        PH    0.19    3101     12867.5    

  SH    0.51    7109     19502.8        SH    0.32    5256     14112.2    

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  t h e r m o w a v e - plate heatexchanger:      TL  500                 

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media 1 / media 2            :         WATER                  WATER       

inlet temperature        [℃]:          50.0                   95.0       

outlet temperature       [℃]:          75.0                   55.0       

mass flow rate         [kg/h]:      107379.6                67008.2       

flow rate               [l/h]:      109369.3                68742.5       

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density                [t/m3:           0.982                  0.975     

heat capacity        [kJ/kgK]:           4.184                  4.190     

conductivity           [W/mK]:           0.656                  0.667     

dynamic viscosity        [cP]:           0.445                  0.375     

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heat load                [kW]:                   3120.000                 

no. of plates / surface  [m2:          99   /     46.6                   

k foul.               [W/m2]:                   6193.1                   

excess surface            [%]:                      0.6                   

fouling resist. [10^-4*m2/W]:                      0.009                 

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connections diameter      [-]:         100                    100         

pressure drop           [bar]:           0.588                  0.239     

working pressure       [bara]:          10.00                  10.00      

max.oper./test pressure[barg]:  16.00 / 20.00          16.00 / 20.00      

oper. temp. min/max      [℃]:           0.0      /           100.0       

content                   [l]:          78.9                   78.9       

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plate material               : 1.4301                                     

plate thickness          [mm]: 0.50                                       

ring gasket                  : EPDM-HT                EPDM-HT             

field gasket                 : EPDM-HT                EPDM-HT             

gasket fixing                : clip on / glueless     clip on / glueless  

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connections                  : see sketch                                 

frame type                   : K / bolted           / painted  RAL 5018   

design code                  : AD-Merkbl鋞ter 2000 / PED 97/23/EC         

total weight      (empty)[kg]: 976.1                                      

over. dimensions  (lxwxh)[mm]:1000.0 x 550.0 x 1745.0                     

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 Please check the resistance of the chosen materials!                     

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plate arrangement 99 plates  TL  500  KCGL                                

  cold:                       1 x ( 16 SH .  33 SH)                       

          ----------------------------------------------------------      

  hot:                        1 x ( 16 PH .  33 SH)                       

                                + 1 end plate                             

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connections                                                               

   media  pos. connection type          DIN   type   DN  PN  material     

    1 out  K1: STUD BOLTS              2501         100  16    1.4571     

    2 in   K2: STUD BOLTS              2501         100  16    1.4571     

    2 out  K3: STUD BOLTS              2501         100  16    1.4571     

    1 in   K4: STUD BOLTS              2501         100  16    1.4571     

由上可得，換熱器的計(jì)算較為復(fù)雜，由實(shí)力的廠家均有自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的換熱器，上述板換的結(jié)構(gòu)參數(shù)中的優(yōu)勢(shì)是混裝版型，有83張SH版型，16張PH版型，這種混裝模式傳熱系數(shù)高達(dá)6193.1W/m2]，換熱面積只需46.6㎡。給出了各種數(shù)據(jù)均，極大的給了客戶以安全感。選用板式換熱器時(shí)充分考慮工作壓力和溫度因素。

4、循環(huán)水泵的選擇

每個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置1臺(tái)備用泵，循環(huán)水泵的并聯(lián)臺(tái)數(shù)應(yīng)能滿足系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)的需要，并聯(lián)臺(tái)數(shù)一般不宜超過(guò)3臺(tái)，而且參數(shù)一致，循環(huán)水泵的總量應(yīng)大于設(shè)計(jì)流量，計(jì)算方法為設(shè)計(jì)的流量乘以1.1的系數(shù)，

4.1循環(huán)泵的揚(yáng)程等于：H=K（H1+H2+H3）,H1為室外管網(wǎng)壓損；H2為不利用戶壓損和個(gè)別主管網(wǎng)因地理位置的條件額外增加的阻力；H3為板式換熱器的壓降，K為余量的系數(shù)，一般為1.05-1.1。

4.2大系統(tǒng)水泵宜采用變頻運(yùn)行。充分考慮工作溫度和壓力?？紤]計(jì)算耗電輸出熱量比。

5、補(bǔ)水泵的選型

揚(yáng)程：揚(yáng)程選用高于高補(bǔ)水點(diǎn)的0.2MPa，補(bǔ)水考慮系統(tǒng)的靜壓和動(dòng)壓。

流量選擇：正常補(bǔ)水量為總流量的1%，實(shí)際補(bǔ)水量應(yīng)該為正常補(bǔ)水量的4倍。補(bǔ)水泵宜采用穩(wěn)壓運(yùn)行。

6、控制柜

溫度控制較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，控制柜是節(jié)能運(yùn)行的重要指標(biāo)之一，要求控制溫度準(zhǔn)確，必須為比例性調(diào)節(jié)，根據(jù)末端負(fù)荷的變化而變化、同時(shí)恒定壓力，誤差小，可依據(jù)負(fù)荷變化而變化流量，設(shè)置監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)，做到以數(shù)據(jù)為依據(jù)。

7、其他附屬設(shè)備

軟水器，軟水器通過(guò)離bai子交換樹(shù)脂去除水中的鈣、鎂離子，降低水質(zhì)硬度；把水中游離的鈣、鎂、碳酸氫根離子打包成納米級(jí)的晶體，從而阻止游離離子生成水垢。延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命，軟水量等于或略小于補(bǔ)水泵的流量。

水箱，采用不銹鋼水箱用于存儲(chǔ)軟水的容量，供補(bǔ)水泵補(bǔ)水使用，水箱容量等于或略小于補(bǔ)水泵的流量。 

武漢威孚熱工技術(shù)有限公司

2020年10月1日星期四