ZNHRV高效导流浮动盘管半容积式换热器样本要点.docx
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ZNHRV高效导流浮动盘管半容积式换热器样本要点
中能元通
ZNHRV高效导流浮动盘管半容积式换热器样本
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。
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=0．2～O．4MPa（温度为Tl=126-152℃），被加热水t2=65℃，凝结水出水温度平均为T2=27℃的工况下，传热系数K=2000Kcal／m2．H．℃。
水一水换热时，在热媒进出水温度为T1=82℃，T2=50"C的工况下K=1200Kcal／m2．H．℃。
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=2000~2100Kcal/h.m2.℃；水-水交换时K=1200Kcal/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，容积利用率可按95％以上设计。
5、被加热水水头损失0．5～lm，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。
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50～60℃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2～3天开启泄水排污阀一次，进行排污。
8、以蒸汽为热媒时，其压力R≤0．4MPa时凝结水出水管上可不设疏水器，Pt>O．4MPa时，宜设疏冰器。
9、设备编号说明
（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
30min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
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100"[2以下高低温软化热水为热媒的工况。
（2）当以蒸汽或100"C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=O．4MPa，冷水温度tl=15℃，要求供水温度t2=60℃，换热器壳程工作压力P=O．79MPa。
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S≥15min（即S=O．25h）
（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=2×4．5=9（m3）
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“一1600-4．5”“标准型”罐换热面积有Fi=8．2m2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=8．5m2
5、按Pt=0．4MPa，Ps=0．79MPa最后选择ZNHRV-1600-4．5（O．6／1．0）或ZNHRV-1800-4．5
（0．6／1．0）换热器2台，单罐换热面积Fi=8．2m2或Fi=8．5m2
例2：
条件：
同例1，但热媒为热水锅炉供给的热水，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“-1600-5．0”与“一1800-5．0”“标准型”罐换热面积均<20．7m2，查表3，“特型”中，V=5m3者有一1600-5．0（T）和一1800-5．0（T），其换热面积均>20．7m2。
当设备间净高≥3．8m时，可选用“-1600-5．0（T）”，当设备间净高较低时，可选“一1800-5．0（T）”。
5、假定依设备间净高选定“-1600-5．0（T）”，其换热面积为28．7和33．2。
均大于20．7m2为经济合理的选用设备。
我厂可提供21．1m2（接近20．7m2）的换热面积。
6、按Pt=0．3MPa，Ps=0．79MPa最后选择ZNHRV-1600-5．0（T）（0．6／1．0）的换热器2个，单罐换热面积Fi=21．1m2
主要技术参数表（特型）
表3
注:
l、表中所列管程压力Pt=0．6MPa者适用于压力I）t≤O．6MPa的蒸汽为热媒的换热工况l当Pt>0·6MPa时应减压至0．6MPa以下使用。
Pt=1．6MPa者适用于热媒为压力Pt≤1．6MPa的热水为热媒的换热工况。
2、表中“产热量”及“产热水量”的计算参数为：
a：
温度参数
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pl≤0.6MPa
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0．85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／m2．h．℃）
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／m2．h．℃）
F——换热面积（m2），见“表l”同一筒体直径的设备有4～5种不同换热面积，可任意选择。
T1、T2——热煤进口，出口温度（℃）
T2值按下计算：
70～85℃热水：
T2=T1-20
86～100℃热水：
T2=T1-（25～30）
t1、t2——被加热水进口，出口温度（℃）
3、阻力损失：
壳程：
Hs=0．5～1．0m水柱
管程：
Ht=3～8m水柱（水——水换热）
Ht=10～15m水柱（汽——水换热）
4、表2中“换热面积F”栏中带*者
F=13．3m2不适用于V=4．5、5m3两种容积规格。
F=26．6m2不适用于V=6．5、7m3两种容积规格。
尺寸表（标准型）表5
工况
汽——水换热
水——水换热
型号
参
数
-1000
0.6／0.6
1.0
1.6
-1200
0.6／0.6
1.0
1.6
-1600
0.6／0.6
1.0
1.6
-1800
0.6／0.6
1.0
1.6
-2200
0.6／0.6
1.0
1.6
-1000
0.6／0.6
1.0
1.6
-1200
0.6／0.6
1.0
1.6
-1600
0.6／0.6
1.0
1.6
-1800
0.6／0.6
1.0
1.6
-2200
0.6／0.6
1.0
1.6
φ1
1000
1200
1600
1800
2200
1000
t1200
1600
1800
2200
φ2
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
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
80
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100～150mm。
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
-1800
-5.0（T）
-7.0
-2000
-7.0（T）
-10.0
-900
-0.8（T）
-1.2
-1000
-1.0（T）
-2．O
-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
φ1
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
φ2
630
700
840
1050
1200
1350
1500
630
700
840
1050
1200
1350
1500
h1
320
320
420
470
520
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
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100～150mm。
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