ZNHRV高效导流浮动盘管半容积式换热器样本解析13764.pdf

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1、 中 能 元 通 ZNHRV 高效导流浮动盘管半容积式换热器样本 1 前 言 ZNHRV 系列高效导流浮动盘管半容积式换热器，是我厂根据中国建筑设计研究院教授级高级工程师的专利自行设计制造的新产品。该产品的突出优点是换热盘管可抽出罐体进行维修能满足GB50015-2003建筑给水排水设计规范4.4.13 条之要求。该产品另一特点是：采用多行程螺旋浮动盘管辅以逆流换热、导流装置等措施，换热充分。该产品于 97 年 11 月和 98 年 11 月进行了二次热工性能的自测，并经国家一级热工测试中心机电部华北工业锅炉测试中心复测，测试结果为：在被加热水阻力较小的工况下，传热系数K 值远超过现有同类新产

2、品。换热面积大、产热量高、且无滞水区、缓解结垢。是一种理想的生活热水加热贮热设备。1 产 品 说 明 一、性能特点：浮动盘管换热器是近年来国内发展的一种新型换热设备，与固定盘管相比浮动盘管能上下轻微浮动，产生高频振动，形成良好紊流传热状态，并且它能借助通过高温热媒的薄壁铜管管壁与管外壁结垢层膨胀量的差异，在一定条件下，使水垢自动脱落。但水垢的自动去除受水质、使用条件、热媒工况、维护管理等多项因素之影响，不可能做到完全自动脱垢。任何产品均不能因此而忽略盘管维护检修之条件。目前社会上一些浮动盘管型容积式换热器存在的一个通病是换热管束很难进行维护和抽出来检修，不符合GB50015-2003(建筑给水

3、排水设计规范4.4.13 条之要求。ZNHRV 导流浮动盘管型半容积式换热器在吸收浮动盘管作为换热器元件的基础上，就解决同类换热设备存在的问题，作了较深的研究改进。它具有如下特点：l、方便浮动盘管的维护，盘管可在罐内亦可从罐体侧面抽出来检修或更换。2、采用多行程螺旋的浮动管组，热媒分布均匀，流程长，消除了短路换热现象。同时，本产品借用了 RV-03 04 导流的原理，在大直径的罐体内合理地设置了导流装置，进一步改善了换热工况，本产品样罐的主要热力性能参数经自测及国家一级热工测试单位机电部华北工业锅炉测试中心的复测，汽水换热时：在蒸汽压力 Pt=02O4MPa(温度为 Tl=126-152)，被

4、加热水 t2=65，凝结水出水温度平均为 T2=27的工况下，传热系数 K=2000Kcalm2H。水一水换热时，在热媒进出水温度为T1=82，T2=50C 的工况下 K=1200Kcalm2H。充分显现出高效率，换热充分的优异性能。3、传热系数K值较高，汽-水交换时K=20002100Kcal/h.m2.；水-水交换时K=1200 Kcal/h.m2.。内设导流筒，分水板，可在小容积范围内有组织的紊流加热，导流装置对提高传热系数 K 值和初期加热产生对流起到相对的辅助作用，导流装置为组合式，可分体拆装。4、本产品换热管束底部已接近罐底，加上导流装置之作用，罐内基本上消除了冷水滞水区，容积利用

5、率可按 95以上设计。5、被加热水水头损失 05lm，不影响系统冷热水压力之平衡。6、浮动盘管采用优质薄壁紫铜管，有助于利用管壁与结垢层的不同膨胀量脱落水垢，以此减少维护管理工作量，保持高效节能。1 7、浮动盘管为双向双行程，螺旋排列，具有外悬臂支撑及良好的自由端，热媒流程长，每组盘管为单元组合，可以从浮动盘管总成上任意维修更换。设备设人孔，人孔既是管束的装入孔，也是维修的检修孔，在不拆卸设备进出口管线的前提下，均可完成对换热器的保养检修，符合建筑给排水设计规范4.4.1.3 条之要求。二、设计使用说明 l、本系列产品分“标准型”与“特型”两种型式。“标准型”设备的产热量与储热量的匹配满足建设

6、给水排水设计规范关于储热容积的要求。“特型”设备的单罐产热量远大于同型“标准型”设备，主要满足一些有特殊要求用户的要求。2、本系列换热器适用于一般工业及民用建筑的热水供应系统，“标准型”设备可以蒸汽或高低温软化热水为热媒，“特型”设备宜以高低温软化热水为热媒，设计选用时应注明热媒品种。3、被加热水出水的温度不得高于 75，实际使用时，为延缓结垢，被加热水出口温度宜控制在 5060之间。4、材质：罐体可为碳钢、不锈钢、不锈钢复合板、碳钢衬铜等材质，浮动盘管采用 T2 紫铜管。5、按 P15外形尺寸与安装图作加筋砼支墩，并予留螺孔位置。砼支墩尺寸见P13 表 5 注 2。6、安全技术要求：a：在换

7、热器顶部装安全阀，安全阀的工作压力应与技术参数表(表 2)中的壳程设计压力 Ps 值相同，(订购安全阀时应申明)，安全阀的安装与使用应符合国家技术监察局压力容器安全技术监察规程的规定。b：为防止安全阀失控，可在热水系统设计中设膨胀管、膨胀水箱或压力式膨胀罐。c：换热器使用中应定期检验，每年至少进行一次外观检查，每三年至少进行一次内、外部检验，每六年至少进行一次全面检验。检验内容及要求按(压力容器安全技术监察规程进行。7、换热器使用中，应视水质及使用情况定期对浮动盘管部分进行维护管理，当水质硬度高时，宜采用适宜的软化措施或水质稳定措施。每 23 天开启泄水排污阀一次，进行排污。8、以蒸汽为热媒时

8、，其压力 R0 4MPa 时凝结水出水管上可不设疏水器，PtO 4MPa时，宜设疏冰器。9、设备编号说明 1(1)标准型 三、选型要点 l、“标准型”同一壳体直径的设备设有四种或四种以上的换热面积，除表3 注 4注明者外，同一壳体直径不同容积规格的设备，可任选其中之一的换热面积。2、设计选型应考虑产热量与贮热量两个因素。“建筑给水排水设计规范”中关于带贮热容积的加热贮热设备贮热量的规定如下表示：表 l 加热设备 工业企业沐浴室不小于 其它建筑物不小于 容积式水加热器或加热水箱 30min 设计小时耗热量 45min 设计小时耗热量 有导流装置的容积式水加热器 20min 设计小时耗热量 30m

9、in 设计小时耗热量 半容积式水加热器 15min 设计小时耗热量 15min 设计小时耗热量 1 本设备属表中半容积式水加热器。按表 l 要求，单罐产热量宜不大于罐体总容积的4 倍。3、“特型”设备之特点是换热面积大，产热量大，不能满足“表 l”贮热量之要求。因此，使用它时须配置高灵敏度可靠性的温度安全控制装置。“特型”的适用范围为：(1)适用于温度为 1002 以下高低温软化热水为热媒的工况。(2)当以蒸汽或 100C 以上的高温水为热媒时，只适用于单罐产热量6 倍贮热量的工况。(3)表中所列汽水换热时，单罐产热量6 倍贮热量的工况，只有在采取特殊安全措施后方可应用。4、。特型”同一总容积

10、规格下设有二种换热面积，厂方亦可根据用户需要配置另外合适的换热面积，以使选型经济合理。四、设计计算实例：例 l：条件：某公寓设计小时耗热量W=l，500，000 大卡h，热媒为饱和蒸汽，蒸汽压力 Pt=O4MPa，冷水温度 tl=15，要求供水温度 t2=60，换热器壳程工作压力P=O79MPa。设计计算：l、按“表 l”贮热量要求计算换热器总容积V(1)热水容积 Ve Ve=图片打不开 式中：S贮热时间，按表 l 查得 S15min(即 S=O25h)(2)总容积 V V=？式中：n有效容积率95 2、初选 2 个容积 V=4 5m3“-1600-4 5”“标准型”罐，实际总容积 V=24

11、5=9(m3)3、计算换热面积(1)总换热面积 F 1 F=？(F 的计算公式及各符号意义见后表 4 及注 2)(2)单罐换热面积 Fi Fi=？4、查表 2“一 1600-45”“标准型”罐换热面积有 Fi=82m2 者，选择合适。即当设备间净高3 5m 时，可选“1600-4 5”型，当设备间净高较矮时，可选“一 1800-4 5”型，其 Fi=85m2 5、按 Pt=04MPa，Ps=079MPa 最后选择 ZNHRV-1600-45(O610)或ZNHRV-1800-45(0610)换热器 2 台，单罐换热面积 Fi=82m2 或 Fi=85m2 例 2：条件：同例 1，但热媒为热水锅

12、炉供给的热水，供热水温度 Tl=90。被加热水出水温度 t2=55。设计计算：l、2 步骤及计算均同例 l。计算结果为 Ve=9375(L)V=9868(L)初选 2 个 V=5m3 的罐 3、计算换热面积：(1)总换热面积 F F=(F 的计算公式及各符号意义见后表 4 及注 2)(2)单罐换热面积 Fi Fi=4、查表 2“-1600-50”与“一 1800-50”“标准型”罐换热面积均20 7m2。当设备间净高38m 时，可选用“-1600-5 0(T)”，当设备间净高较低时，可选“一1800-50(T)”。5、假定依设备间净高选定“-1600-50(T)”，其换热面积为 287 和 3

13、32。均大于 207m2 为经济合理的选用设备。我厂可提供 211m2(接近 207m2)的换热面积。1 6、按 Pt=03MPa，Ps=079MPa 最后选择 ZNHRV-1600-50(T)(0610)的换热器 2 个，单罐换热面积 Fi=211m2 1 1 1 主要技术参数表(特型)表 3 1 1 注:l、表中所列管程压力 Pt=06MPa 者适用于压力 I)tO6MPa 的蒸汽为热媒的换热工况 l 当 Pt06MPa 时应减压至 06MPa 以下使用。Pt=16MPa 者适用于热媒为压力 Pt16MPa 的热水为热媒的换热工况。1 2、表中“产热量”及“产热水量”的计算参数为：a：温度

14、参数 表 4 参数 热媒 热媒入口温度 T1()热媒出口温度 T2()冷水温度 t1 热水温度 t2 饱和蒸汽 pl0.6MPa 151 50 15 60 70-85热水 78 58 15 50 86-100热水 93 65 15 55 b：考虑了一个 085 结垢影响系数 c：当设计温度参数与“表 2”不符时，可按下式计算产热量和产热水量 产热量：W=0.85KF (千卡m2h)产热水量：Q=？式中：K传热系数 汽水换热时，K=2000(千卡m2.h)水水换热时，K=1200(千卡m2h)F换热面积(m2)，见“表 l”同一筒体直径的设备有 45 种不同换热面积，可任意选择。T1、T2热煤进

15、口，出口温度()T2 值按下计算：7085热水：T2=T1-20 86100热水：T2=T1-(2530)t1、t2被加热水进口，出口温度()3、阻力损失：壳程：Hs=0510m 水柱 管程：Ht=38m 水柱(水水换热)Ht=1015m 水柱(汽水换热)4、表 2 中“换热面积 F”栏中带*者 F=133m2 不适用于 V=45、5m3 两种容积规格。F=266m2 不适用于 V=65、7m3 两种容积规格。1 尺寸表(标准型)表 5 工况 汽水换热 水水换热 型号 参 数-1000 0.60.6 1.0 1.6-1200 0.60.6 1.0 1.6-1600 0.60.6 1.0 1.6

16、-1800 0.60.6 1.0 1.6-2200 0.60.6 1.0 1.6-1000 0.60.6 1.0 1.6-1200 0.60.6 1.0 1.6-1600 0.60.6 1.0 1.6-1800 0.60.6 1.0 1.6-2200 0.60.6 1.0 1.6 1 1000 1200 1600 1800 2200 1000 t1200 1600 1800 2200 2 700 840 1200 1350 1650 700 840 1200 1350 1650 h1 320 320 320 370 420 320 320 320 370 420 h2 250 300 300

17、300 300 250 300 300 300 300 L 1115 1315 1715 1920 2320 1120 1320 1720 1925 2325 L1 130 170 210 210 230 130 170 210 210 230 L2 90 120 160 160 180 90 120 160 160 180 D1 50 65 80 100 100 50 65 80 100 100 D2 25 25 32 32 40 25 25 25 32 32 D3 50 65 80 100 100 50 65 80 100 100 D4 65 65 65 80 100 65 65 65 8

18、0 100 D5 40 40 40 50 65 65 65 65 80 100 D6 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 d 24 24 30 30 30 24 24 30 30 30 注：l、与 D1、D3、D4、D5 连接的管段管径以工程设计计算为准。2、表中 Ll、L2 为钢板支座底板尺寸，砼支墩应比Ll、L2 相应大 100150mm。1 尺寸表(特型)表 6 工 况 汽水换热 水水换热 型 号 参 数-900-0.8(T)-1.2-1000-1.0(T)-2.0-1200-1.5(T)-2.5-1400 3.0(T)-4.0-1600-3.5(T)-5.5-1

19、800-5.0(T)-7.0-2000-7.0(T)-10.0-900-0.8(T)-1.2-1000-1.0(T)-2O-1200-1.5(T)-2.5-1400-3.0(T)-4.0-1600-3.5(T)-5.5-1800-5.0(T)-7.0-2000-7.0(T)-10.0 1 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2 630 700 840 1050 1200 1350 1500 630 700 840 1050 1200 1350 1500 h1 320 320 420 470 52

20、0 520 520 320 320 420 470 520 520 520 h2 250 250 300 300 300 300 300 250 250 300 300 300 300 300 L 1015 1115 1315 1515 1715 1915 2115 1015 1115 1315 1515 1715 1920 2120 L1 130 130 170 170 210 210 230 130 130 170 170 210 210 230 L2 90 90 120 130 160 160 180 90 90 120 130 160 160 180 D1 65 80 100 100

21、125 150 150 50 50 65 65 100 100 125 D2 25 32 32 40 40 40 50 25 25 32 32 32 40 40 D3 65 80 100 100 125 150 150 50 50 65 65 100 100 125 D4 65 80 100 100 125 150 150 50 50 65 80 100 125 125 D5 40 50 65 65 65 80 80 50 50 65 80 100 125 125 D6 32 32 32 40 40 40 40 32 32 32 40 40 40 40 d 24 24 24 24 30 30 30 24 24 24 24 30 30 30 注：l、与 D1、D3、D4、D5 连接的管段管径以工程设计计算为准。2、表中 L1、L2 为钢板支座底板尺寸，砼支墩应比L1、L2 相应大 100150mm。