ZNHRV高效导流浮动盘管半容积式换热器样本要点.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

2、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。 2 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

3、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

4、蒸汽压力Pt=02 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=2000Kcalm2 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=1200Kcalm2 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=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，

5、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。 3 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.

6、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 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

7、 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、

8、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，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 4 (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

9、： 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 5 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

10、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=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=O 79MPa 。 设计计算： l 、按“表 l ”贮热量要求计算换热器总容积V

11、(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=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=24 5=9(m3) 3、计算换热面积 (1) 总换热面积 F 6 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，

12、 可选 “一 1800-4 5” 型，其 Fi=85m2 5、按 Pt=04MPa ，Ps=079MPa 最后选择 ZNHRV-1600-4 5(O610)或 ZNHRV-1800-4 5 (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

13、) (2) 单罐换热面积 Fi Fi= 4、查表 2“-1600-5 0”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“ -1600-5 0(T) ”，其换热面积为287 和 332。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。 7 6、按 Pt=03MPa ，Ps=079MPa 最后选择 ZNHRV-1600-5 0(T)(0 610)的换 热器 2 个，单罐换热面积Fi=211

14、m2 8 9 10 主要技术参数表 ( 特型) 表 3 11 12 注: l 、表中所列管程压力Pt=06MPa 者适用于压力 I)t O 6MPa 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。 13 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 0.6MPa151501560 70-85热水78581550 86-100热水93651555

15、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 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45 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： 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

16、 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。 14 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

17、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 1100012001600180022001000t1200160018002200 2700840120013501650700840120013501650 h1320320320370420320320320370420 h2250300300300300250300300300300 L1115131517151920232011201320172019252325 L1130170210210230130170210210230

18、L29012016016018090120160160180 D1506580100100506580100100 D225253232402525253232 D3506580100100506580100100 D46565658010065656580100 D5404040506565656580100 D632323232323232323232 d242430303024 24303030 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 。 15 尺寸表 ( 特型

19、) 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 19001000

20、12001400160018002000900100012001400160018002000 263070084010501200135015006307008401050120013501500 h1320320420470520520520320320420470520520520 h2250250300300300300300250250300300300300300 L10151115131515151715191521151015111513151515171519202120 L1130130170170210210230130130170170210210230 L290901

21、201301601601809090120130160160180 D1658010010012515015050506565100100125 D22532324040405025253232324040 D3658010010012515015050506565100100125 D4658010010012515015050506580100125125 D54050656565808050506580100125125 D6323232404040 40 32323240404040 d2424242430303024242424303030 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 。