【摘 要】隨著人們生活水平的提高，人們對暖通空調(diào)系統(tǒng)要求也隨之提高，換熱器被廣泛應用在暖通空調(diào)工程中，在實際運行過程中，為了實現(xiàn)換熱器的高效益、低能耗，本文通過實驗進行了分析研究，對換熱器在暖通空調(diào)工程中節(jié)能作用進行了論述。

【關鍵詞】換熱器；暖通空調(diào)工程；運行；節(jié)能

1 暖通空調(diào)工程中易出現(xiàn)的問題

1.1 采暖設備的入戶入口問題

在采暖系統(tǒng)中各項設備的運行狀況有著充分的掌控，需要加裝的檢測設備有：壓力表、熱量計、溫度計和相應的除污設備等。但是在實際的工程設計中，往往有一些采暖通風空調(diào)工程設計人員在設計中忽略了這一問題，而將注意力集中在了對于熱力設備的入戶安裝上，從而造成入口監(jiān)測裝置的缺失，這對于后期設備運行狀況的監(jiān)控有著非常重大的影響。同時在進行圖紙設計時，有些設計人員在工程建設中的圖紙上對標準圖集號進行了明確的標注，而有些圖紙上則并未對標準圖集號進行標注，采暖通風空調(diào)工程設計人員需要做到圖紙的規(guī)范化。在注意到以上問題的基礎上還需要注意在入口的供水管道上加裝相應的兩級過濾，去除水中的雜質(zhì)。同時在熱力管道最終進入用戶之前，需要在熱力管的支路上加裝泄水旋塞，以應對其中出現(xiàn)的堵塞問題，例如：在某一小區(qū)的采暖中，在使用一段時間后用戶普遍反映家中散熱器供暖效果不強，經(jīng)分析懷疑為供暖主管路堵塞，后對管道進行拆開后發(fā)現(xiàn)，管道中堆積了大量的細砂粒，雖然在管道中加裝了過濾器，但是其過濾網(wǎng)孔徑超過了國家的規(guī)定，從而造成采暖出現(xiàn)堵塞，而后在安裝了泄水閥將雜質(zhì)排出后恢復正常。在設計采暖通風空調(diào)工程時，常常會出現(xiàn)入口數(shù)量方面的設計未能有一個統(tǒng)一的標準，不同的開發(fā)商出于成本和管理的需要，對于入口數(shù)量規(guī)定也不通過，有的是按一棟樓一個入口，而有的則是按照一個單元一個入口，但是不論在以上哪種情況下，設計人員需要在考慮室內(nèi)供暖的同時需要兼顧室外管線的銜接，并且，設計人員需要在圖紙上對相關參數(shù)進行明確標注，但是在實際中發(fā)現(xiàn)，很多時候設計人員往往只對總熱負荷進行標準，而忽略了入口管徑、耗熱量以及其他一些參數(shù)。

1.2 換熱器的安裝問題

在對采暖通風空調(diào)工程進行設計時，設計人員除了需要對以上工程中的詳細參數(shù)進行標準外還需要對換熱器的安裝方式以及安裝位置等進行標注，從而確定最優(yōu)的供暖效率，例如：在一些建筑內(nèi)暖氣換熱速率較快的地方需要在換熱器中對獨立的立支管進行安裝，同時還需要對調(diào)節(jié)閥的安裝于設計引起足夠的重視。通常在高層建筑的采暖通風空調(diào)工程設計中，多采用共用立管系統(tǒng)，從而在對其進行設計的過程中需要根據(jù)實際情況對供暖系統(tǒng)與共用立管進行相應的分區(qū)設置。

2實驗方法及實驗數(shù)據(jù)處理

2.1 實驗方法以及實驗數(shù)據(jù)的采集

對套管式、板式以及列管式換熱器進行了實驗分析，通過模擬熱力站對換熱器的換熱過程進行了實驗，并記錄了一系列的數(shù)據(jù)。熱力站如下圖表示（圖1）：

如圖 1 所示：1是冷水泵；2是冷水箱；3是冷水浮子流量計；4是冷水順逆流換向閥門組；5是列管式換熱器；6是電加熱水箱；7是熱水浮子流量計；8是回水箱；9是熱水泵；10是板式換熱器；11套管式換熱器。

在該實驗中，全部換熱器都采用同一種換熱方式，即水—水換熱，熱水泵會從回水箱中抽出水后送到電加熱器內(nèi)加熱，當水被加熱到設定的溫度值時，就會被送往三個換熱器中與冷水進行換熱，換熱完成后冷水會回流到回水箱中。冷水參與換熱過程的步驟也與熱水一樣，首先冷水會被冷水泵從冷水箱中抽取出來送到三個換熱器中參與換熱，換熱完成后即會流回到冷水箱之中。在該實驗中，熱水和冷水的順流和逆流依靠閥門租來完成，該實驗筆者采用的是逆向流換熱。實驗原理如下圖（圖 2）：

2.2 關于實驗數(shù)據(jù)的處理

在實驗中，筆者分別采集到了三種換熱器進、出口溫度，冷、熱水流量及其壓降的數(shù)據(jù)資料，為后續(xù)計算提供了依據(jù)。假設用 Q 代表換熱器平均換熱量；用 Q1、Q2 代表熱水的放熱量以冷水的吸熱量；用 M1、 M2 代表熱水流量和冷水的流量；用 cp1、cp2 代表熱水的定壓比熱以及冷水的定壓比熱；用 T1、T2 代表熱水在換熱器進口和出口的溫度值；用 t1、t2 代表冷水在換熱器進口和出口的溫度值；用 K 代表傳熱系數(shù)；用 F 代表換熱器的換熱面積；用△t 代表換熱器的平均溫度差，那么我們可以得到以下公式：換熱器的換熱量采用公式：①Q(mào)1=M1cp1（T2-T1）；

②Q2=M2cp2（t2-t1）

換熱器平均換熱量公式：③Q=（Q1+Q2）/ 2

換熱器的傳熱系數(shù)公式：④K=Q/（F·△tm）

逆向流換熱計算公式：⑤△tm=（△T2-△T1）/In（△T2/△T1在公式⑤中，ΔT1=T1- t2， ΔT2=T2- t1

具體來講，三個換熱器是并聯(lián)的，它們都采用了保溫性能好的聚苯乙烯硬脂塑料。在換熱過程中，以冷熱不同的水為介質(zhì)：

（1）熱水從回水裝置里吸起，并運到加熱器里，使得溫度能夠達到預定的值；

（2）將同溫度熱水輸送到三個不同類型的換熱器里面：

（3）熱水和冷水會發(fā)生熱量交換，然后回到回水裝置。冷水是通過冷水泵抽出來的，然后再輸送到換熱器內(nèi)，在和熱水發(fā)生熱量交換后，再回到冷水箱。

電加熱器選取數(shù)字化的溫控裝置對水溫進行管控。在換熱器的出入口位置，安裝了銅一康銅熱電偶分別對冷水、熱水的溫度及時記錄，并安裝數(shù)字化巡檢儀把收集到的水溫顯示出來。w另外，在水泵的出入口上安有“U”型測壓計與測壓表，用來測算換熱器的管網(wǎng)在流量變化時形成的阻力損耗。應注意的是，對于水的流量調(diào)整變化值應該控制在50升/小時。這樣，便能得到一系列的與流量相關的溫度、壓差數(shù)據(jù)。

3實驗結果分析

3.1對實驗數(shù)據(jù)的整理與分析

實驗結束后，實驗組結合實驗數(shù)據(jù)，通過運用專業(yè)公式，得出了換熱器的平均換熱量與傳熱系數(shù)，并制成表格便于直觀觀察。通過對實驗中

（1）熱水流量恒定，調(diào)節(jié)冷水流量，

（2）冷水流量恒定，調(diào)節(jié)熱水流量這兩組數(shù)據(jù)的整理、分析.

可以得出結論：3種換熱器上均存在相似的變化規(guī)律。具體來說，實驗可知：3種換熱器的傳熱系數(shù)與平均換熱量與流量變化成正比。尤其是板式、套管式換熱器的數(shù)據(jù)更為明顯、典型。L別結合相關實踐經(jīng)驗與科學結論可知出現(xiàn)上述結論的主要原因如下：伴隨流量的增加，流體雷諾數(shù)呈現(xiàn)大幅增長，水中的渦體增多，內(nèi)部運動加劇，進而使得能夠阻止熱傳遞的層流底層愈來愈薄，并最終被破壞，所以傳熱會越發(fā)明顯。

3.2探析流量和換熱器阻力間的關系

實驗中，因為水的流量增加時，流速也會隨之提高。多數(shù)實驗證明，流動的阻力變化情況與水的流速狀況成正比逐增。實驗裝置中的水流變化，會影響傳熱效果，并導致?lián)Q熱器的阻力增減。

4換熱器在暖通空調(diào)工程中的節(jié)能

在實際的生產(chǎn)實踐當中，針對投入生產(chǎn)一段時間的換熱器來說，很大一部分是因為它自身的器械構造是相對確定的，因此，如果要實現(xiàn)設備的換熱效率得到明顯提升，需要特別重視對于不同溫度的流媒介流量的管控，并且兼顧到流量加大時，能使水泵作功耗能變多的部分。這樣來看，最佳的運行流量也就是上述二部分的協(xié)調(diào)一致。

暖通空調(diào)工程實際運營時，必須在換熱裝置運行的最初階段，開展科學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測研項目，在模擬化的環(huán)境求得最佳運行流量，以這一流量數(shù)值作為控制點，以確保工程裝置的可持續(xù)性高效運行。另外，因為換熱器的長時間使用，可能使設備由于沉積性物質(zhì)過多等而導熱功能降低。有鑒于此，在實際生產(chǎn)中應該盡量保證對裝置進行常規(guī)化測驗，有助于及時有效的管控、運行。

結束語

本文通過借助供熱設備中的水一水換熱裝置，進行了模擬化試驗，并且分析、整理了具體的實驗數(shù)據(jù)，用以有效說明在暖通空調(diào)工程中換熱器的運行節(jié)能作用。對于暖通空調(diào)工程中的其它裝置設備來說，形式各異的冷、熱媒熱量傳遞，大都同屬于流體之間的熱量傳遞，所以本文的探討在整體上有一定的代表性，舉一反三，由此可以了解到其它裝置的類似規(guī)律。

參考文獻：

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