板式换热器的换热效率为什么比传统换热器高?
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板式换热器的换热效率为什么比传统换热器高?

2025.08.01

板式换热器的换热效率高于传统换热器,核心原因在于板式换热器结构设计对传热的三要素,其中包括传热面积、传热系数、温差的优化,艾克森对此提供以下具体分析:

首先,单位体积内的传热面积更大。传统壳管式换热器的传热依赖管束外表面,管束之间需预留检修和流体流通空间,导致单位体积内的有效传热面积较小。而板式换热器由多片冲压成型的金属薄板叠加而成,板片表面设计有波纹、凸点等结构,这不仅增加了板片的实际表面积,还能让多片板片紧密排列,通过垫片分隔出冷热流体通道。这种设计使它单位体积传热面积可达250-1000㎡/m?,是壳管式的5-20倍,直接提升了热量交换的“接触机会”。

其次,流体流动状态更接近湍流。传热效率与流体流动状态密切相关,湍流时流体扰动剧烈,能快速冲刷壁面,减少“热边界层”,壁面附近温度梯度大的静止流体层,会阻碍传热厚度,从而提高传热系数。传统壳管式换热器中,流体在壳程多为层流或过渡流,传热系数较低。而板式换热器的板片波纹会强制改变流体流向,即使在较低流速下也能形成湍流,传热系数可达1000-6000 W/(㎡?K),是壳管式3-5倍。

此外,艾克森板式换热器传热温差更均匀。传统换热器因结构限制,比如壳管式的管束与壳体间隙、套管式的同心度偏差,易出现流体“短路”,导致局部温差过小,降低整体传热效率。而板式换热器的板片间距小,流体在狭窄通道内分布更均匀,而且波纹结构能打破流动死区,让冷热流体在全流程内保持稳定温差,减少能量浪费。

最后,热阻更小。板式换热器的板片采用高导热系数材料,而且厚度远小于壳管式的管壁,热量往往从一侧流体传到另一侧的“传导热阻”显著降低。同时,板片可拆卸清洗,不易结垢,进一步维持了高效传热。

板式换热器通过“小体积大面积、湍流强化传热、均匀温差、低阻抗”的设计,在相同工况下能更快速、充分地完成热量交换,因此效率远超传统换热器。


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