換熱器類型及工作原理

     換熱器既可是一種單獨的設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部門，如氨合成塔內的熱交換器。換熱器的工作原理簡單，就是通過熱傳導，將一邊物體的熱量傳遞給另一邊的物體。但是根據換熱器種類的不同具體的工作原理和使用方法也不同，比如空氣換熱器是主要用于干燥系統中空氣加熱，它是熱風裝置中的主要設備。
    換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。
    混合式換熱器是通過冷、熱流體的直接接觸、混合進行熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。因為兩流體混合換熱后必需及時分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。例如，化工廠和發電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴淋，而冷空氣自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進行換熱，熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然后依賴兩流體本身的密度差得以及時分離。
    蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經蓄熱室中的蓄熱體（填料）表面，從而進行熱量交換的換熱器，如煉焦爐下方預熱空氣的蓄熱室。這類換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收冷量為目的的同類設備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。
    間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開，并通過間壁進行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器。
    間壁式換熱器根據傳熱面的結構不同可分為管式、板面式和其他型式。管式換熱器以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等；板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為知足某些特殊要求而設計的換熱器，如刮面式換熱器、轉盤式換熱器和空氣冷卻器等。
    換熱器的工作原理是：換熱器中流體的相對流向一般有順流和逆流兩種。順流時，入口處兩流體的溫差大，并沿傳熱表面逐漸減小。逆流時，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。
    在冷、熱流體的進出口溫度一定的條件下，當兩種流體都無相變時，以逆流的平均溫差大順流小。在完成同樣傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面積減小；若傳熱面積不變，采用逆流時可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節省設備費，后者可節省操作費，故在設計或生產使用中應盡量采用逆流換熱。
    換熱器在工、農業的各領域應用十分廣泛，在日常生活中傳熱設備也隨處可見，是不可缺少的工藝設備之一。