板式換熱器在暖通領域的應用
區域供熱系統
熱電聯產系統
地熱水供暖系統
即熱式生活熱水系統
可保證用戶隨時隨地均有熱水供應，系統緊湊，無需儲罐，需要較大的鍋爐容量需要較大的熱交換器。
需要較小的鍋爐容量，需要較小的熱交換器，儲罐內易生長細菌，需要額外的地方安放儲罐。
太陽能熱水系統
海水、河水、或井水冷卻凝結水
乙二醇冷卻凝結水
短路冷凍機組系統
地下水冷/熱源系統
熱回收系統
分離冷卻水系統，以保證局部系統清潔度很高(電子元件生產)
分離冷卻循環水系統
蓄冰系統
天花板供冷系統
2 冷凍水預冷卻系統
4. 結構堅固,可承受較高工作壓力,最高 3.0MPa。
流經用戶散熱片后的低溫水（二次回水）經過濾器除污后，由循環泵加壓進入換熱器，吸收一次熱媒放出的熱量，達到供水設定溫度后，再流向供熱管網對用戶進行供熱；熱源經一次熱網（一次水）流經過濾器、調節閥、進入換熱器放熱后（二次水），由熱媒回水管返回熱源（二次回水）被加熱后再次參與循環換熱；補水泵根據系統運行情況適時對二次循環水系統進行定壓補水。
1、流速及取值：選型要點及原則
②、機組總管流速：管徑≦ 80時，選1m/s， ≧ 100時，見流速表。
④、板間流速：0.4 ～ 0.8m/s（L型0.8，M型0.6，H型0.4）。2、換熱面積：指換熱器的面積，單板面積*參與換熱片數（總片數減二）換熱面積=換熱量/換熱系數/對數平均溫差/污垢系數換熱量=建筑面積*采暖熱指標（即熱負荷，見指標表）
①、區域供暖：暖氣采暖/地熱采暖：110/75 ℃ - 50/75②、區域供暖：地熱采暖：110/75 ℃- 40/50 ℃③、樓宇空調：風機盤管采暖：110/75 ℃ - 50/60 ℃④、生活熱水：洗浴、廚房、洗衣房：70/50 ℃ - 10/55 ℃⑤、泳池供水：游泳池恒溫供水：110/70 ℃ - 10/40 ℃⑥、超高層空調制冷：冷水轉換：7/11 ℃ - 8/12 ℃
板式換熱器選型計算的方法及公式
現今板式換熱器選型計算一般都采用軟件選型。常規手算方法和公式如下：
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2(6) 由Ｋ值范圍，計算板片數范圍Ｎmin，ＮmaxＮmin = Q / Kmax ．Δtm ．F P ．βＮmax = Q / Kmin ．Δtm ．F P ．β(8) 取N的流程組合形式，若組合形式取完則做（7）。K= 1 / 1/ah+1/ ac+γc+γc+δ/λ0注: 1．（1）、（2）、（3）根據已知條件的情況進行計算。2．當T1-t2=T2-t1時采用Δtm = (T１-t2)+(T2-t1)/24．壓降修正系數ф ，單流程ф度=1～1.2 ，二流程、三流程ф=1.8～2.0，四流程ф=2.6～2.8。
選用板式換熱器就是要選擇板片的面積,它的選擇主要有兩種方法，但這兩種都比較難理解，最簡單的是套用公式：
傳熱系數取決于換熱器自身的結構，每個不同流道的板片，都有自身的經驗公式，如果不嚴格的話，可以取2000~3000。最后算出的板換的面積要乘以一定的系數如1.2。
不銹鋼：指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質的鋼稱為耐酸鋼。兩者在化學成分上存在一定差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。
耐腐蝕機理：鉻是不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當鋼中含鉻量達到12％左右時，鉻就與腐蝕介質中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（ 自鈍化膜Cr2O3），極難溶于水，可進一步阻止氧與鐵腐蝕。同理，破壞鈍化膜Cr2O3 就意味著破壞其抗氧腐蝕能力。
另外腐蝕介質中的鹵族元素（像水中常見的氯離子）在一定條件下也能替換掉Cr，所以不銹鋼在一定條件下也會生銹，在含酸、堿、鹽的介質中也會被腐蝕,。因此不銹鋼抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質本身化學組成、加互狀態, 使用條件及環境介質類型而改變的。不銹鋼在水中腐蝕主要是由于水中氯離子引起的。
不銹鋼中其余添加元素也均發揮不同作用。像Mo會在一定程度上抵消氯離子引起的腐蝕，但是也有一個適用范圍。
常用不銹鋼：304，316屬于奧氏體不銹鋼，其牌號為國外叫法的簡寫（一般均為進口），為300系列。美國牌號是美國鋼鐵協
會AISI標準，日本是日本工業協會標準SUS。中國主要用成分表示，見下表。
L的含義是Low,表示更低含量的碳。帶L的焊接性能好，數字一樣的話，成分除碳以外其余成分無大區別。又由于316與316L價格差別不大，故直接選用316L。從成分表中可以看出304與316最大區別為Mo（鉬）含量不同，所以316抗氯離子濃度能力要比304強。也是我們選用304還是316的主要依據。兩種材質在耐受的氯離子濃度見下頁表格，板材的補充說明：
評價材料耐蝕性好壞的指標是“耐局部腐蝕當量PRE”值越大則耐腐蝕性越好。主要是Cr、MO、Ni的含量決定。1）304不銹鋼：使用于有機和無機介質中，濃度＜30% 溫度＜＝100/濃度﹥30% 溫度﹤50的硝酸溫度﹤100的各種濃度的碳酸、氨水和醇類。304L的材料基本和304材料一樣，可焊接性更好，可以用作焊接式換熱器。2）316L天然冷卻水、冷卻塔水、軟化水、碳酸，濃度小于50%的醋酸和苛性鈉溶液，醇類和丙酮等溶劑，溫度小于100度的稀硝酸（﹤20%）稀磷酸（﹤30%），但不適于硫酸。316和它基本一樣。4）AISI904L和SUS890L 性價比高，比以上材料都要好。特別適合一般的硫酸，磷酸和鹵化物。5）SMO 254高級不銹鋼，提高了MO 含量，是對316進行改良的超級不銹鋼。具有優良的耐氯化物和縫隙腐蝕的性能。適用于含鹽水，無機酸。6）SMO654比254更好的材料，可用于冷的海水。7）RS-2（0Cr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb）不銹鋼，這是國產的相當于316，耐應力腐蝕更好，可用于80度以上的濃硫酸。（濃度90%---98%）
換熱器接管的顛倒放置
換熱器的安裝姿勢
只有在全面試驗并作出評估以后才能如下圖示方法安裝。側邊朝下（圖1）的放置稍好一些，估計用作蒸發器時容量會減少25%，傾斜5 ~10°的BPHE可以把容量減少降低到能夠接受的程度（圖2）。冷凝器的放置方式必須使制冷劑從下面兩個接管出入，防止液阻塞（圖2）。
如果水路從上部接管接入并且壓力降較小，低于相應的靜壓差，那么，水就不會充滿BPHE。換熱器的上部形成空氣腔并阻塞部分傳熱面。一個高于進口接管的回彎可以使水充滿BPHE（圖示）。
換熱器的管路焊接
用溶劑對焊接表面清洗并去除油污。為避免氧化并冷卻BPHE，將氮氣吹過被焊接的管路。水側管路通水并保持流動。焊接開始前就通水并持續到可以手摸BPHE為止。也可以在接管根部纏繞濕布或不斷用水沖刷焊件。焊料至少含銀45%，釬焊應在低于650 ℃下進行。任何情況下焊件都不應超過800 ℃。TIG（鎢極惰性氣體保護電弧焊）焊接和保護氣是放熱量最少的焊接法，應盡量采用。
釬焊換熱器排汽和排水（某些流程須配置一些附加接管）
釬焊換熱器用于冷凝器/冷凝液液位（高度）控制的危險避免在一臺冷凝器內使冷凝液進一步過冷，由于K冷凝遠大于K過冷，過冷面積和冷凝面積的轉換會引起大的容量變化，結果可能是控制問題并產生震蕩。除此以外惰性氣體還會在冷凝器內被有效分離，并浮在其上部。
冷凝器其他方面
制冷劑通常在強制壓力下運行，該壓力使足夠的壓力降可資利用。大溫差（小流量）下的允許壓力降比小溫差（大流量）下的允許壓力降高，但溫差不應小于1～2℃。管口的壓力降應小于20%的總壓力降，否則從第一個到最后一個通道會發生分配不均。應保持盡可能低的設計冷凝壓力，降低冷凝壓力意味著給定制冷量下，減少壓縮機的耗能，或壓縮機耗能一定時，增加制冷量。冷凝溫度與入口水溫之差控制在5～10℃最為合適。壓縮機運行過程中，應保持壓力不變，當冷卻水溫降低時，冷凝壓力至少不應降低到限定值，如降低過多，熱力膨脹閥就不能有足夠的壓差給出所要求的容量。由于冷凝器循環的負荷（冷凝量）大于蒸發器循環的負荷（制冷量），所以最好讓冷凝器循環呈逆流（熱泵循環），蒸發器循環呈順流（制冷循環）。從經濟觀點出發，可把壓力降調整到一個合理的值，壓力降小于0.2～0.3MPa時，在釬焊換熱器內不會有侵蝕的危險。流量和壓力降必須同時計算，以便求出最佳值。殼管式或套管式換熱器利于在大流量，低壓力降下工作，而釬焊換熱器則相反。最佳流量一般是使每米流道長的壓力降大于0.04MPa，且管口壓力降約小于30%的總壓力降。查驗流量，溫度和壓力降等參數。判斷什么現象引起壓力降異常。檢查水流動受阻，來自儲液器的滿溢，以及異常聲音等，檢查冷凝器外表面的溫度變化。大溫差有可能是惰性氣體阻塞，或水側阻塞，要不然是制冷劑流動受阻，若不是純水，檢查冷卻流體。若是乙二醇水溶液或類似物，可校核其濃度和/或粘度。濃度太高會削弱傳熱。
檢查冷凝器液體側中污垢情況和制冷劑側中潤滑油情況，蒸發器和壓縮機是否匹配。檢查壓縮機。在額定壓力下壓縮機是否排出足夠的制冷劑到冷凝器。若排出的比吸入的多，多出的制冷劑不能在冷凝器內冷凝，使容量降低。是否由于壓縮機磨損造成制冷劑的內部泄漏？轉速和電流消耗是否與其容量相一致？容量低，但冷凝液的過冷度又太大，這意味著冷凝液液位過高，阻塞了冷凝器用于冷凝的加熱表面。此現象可能是系統中的制冷劑充灌量太多。儲液器壓力控制閥與冷凝器之間距離大，意味著冷凝液在其液位升高以前不得不充滿冷凝液管，即響應時間長，與此相反，當冷凝器排液時，響應時間短。檢查各種閥門的力學性能。尤其是膨脹閥，水中的雜質或因磨損而產生的金屬碎屑，很容易阻塞流動并損壞閥門。如果流量減少是由堵塞所造成，其容量同樣要降低。這種被堵塞的閥門會通過其不規則的控制運作和/或異常聲音顯露出來。對于與油互溶的制冷劑，如R22，油會影響沸騰放熱系數，在R22中油的濃度在3～5%范圍內，沸騰放熱系數隨油濃度的增加而增大，超過5%時，沸騰放熱系數又降低。這種影響可用制冷劑-油混合物的表面張力降低，使更多的汽化核心起作用來加以解釋。油濃度高時制冷劑中油的影響可以忽略，此時混合物粘度加大將起主導作用。遺憾的是：預測沸騰放熱系數是很困難的（＞9%的誤差）。幸運的是：上述的機理在工業，尤其在制冷蒸發器中起著次要作用。
在圓形流道中垂直,向上的兩相流流態圖
制冷劑流入蒸發器進口處已部分汽化,一般對R22入口蒸汽干度約為25%,制冷劑是飽和狀態,當液體在蒸發器中上升時,壓力降低(壓力降和靜壓的原因).溫度將由進口處降至制冷劑都蒸發的狀態點.蒸汽將開始過熱.過熱度是變化的,對R22一般是5℃。蒸汽過熱能保護壓機免受液滴(5%的不可壓縮油滴不會導致液擊)蒸發引起的沖擊.并能避免液滴沖走壓機中的油。按照對液擊敏感高低程度,分壓機類型由高到低依此是:開啟活塞式壓機,螺桿式壓機,對液擊最不敏感的是透平壓機和渦旋式壓機。過熱度5 ℃可將R22(飽和溫度0 ℃)含有1.8%的液滴蒸發為100%的飽和蒸汽(0℃)。兩只表面上相同，而效應不同的閥門，應選擇斜率小的（如圖示）。
萬一有可能發生不穩定的系統，蒸發器應該設計成其過熱度大于5℃的名義過熱度。由于正常設計預量和垢阻，實際設計應該如此。這會增大斜率，但是容量有一定損失。選擇最大容量小于蒸發器零過熱度容量的閥門，如果震蕩發生，也不會有未蒸發的制冷劑進入壓縮機的危險。在換熱器中，由于管口速度低，危險在于：通過膨脹閥的氣態和液態制冷劑，可能分離而進入不同的流道。另一方面，如果管口流速過大，導致管口壓降相對于流道壓降要大，這將導致制冷劑分液不均。以下的各種改善分液不均的方案都有缺陷，正確安裝的膨脹閥是使其進口管徑盡可能的小（如加裝一個帶有預混器的接管）。特別對低溫制冷，欽寶的分配器是很有效的。其缺點是它很難應用于可逆的系統，即當用作冷凝器時，膨脹閥也應比通常情況稍大。
制冷劑會從膨脹閥的填料盒泄露出來，因此液態制冷劑會和蒸汽一起進入壓縮機。一般 說明書說明，感溫包應安裝在壓力表的上游，以免讀數錯誤，但這意味著進入壓縮機的過熱度不正確。因此，如果蒸發器和壓縮機之間有足夠的距離，感溫包要放在壓力表下游 400～600mm外，液態制冷劑可充分蒸發。感溫包將可測到正確的過熱度。傳壓管必須安裝在感溫包的下游。感溫包和傳壓管必須安裝在水平彎頭之后的 一段水平管路上，彎頭充作汽液分離器，排除液態制冷劑和油對測量的干擾。膨脹閥到蒸發器的管路應平直，并且與閥門出口管徑相同。如果壓縮機與感溫包和傳壓管之間距離太短 ，由于膨脹閥沒有時間對負荷作出響應，液態制冷劑有可能進入壓縮機。電磁閥應該盡可能近地安裝于膨脹閥前面。
蒸發器故障診斷震蕩（無論多么謹慎，震蕩都將發生）
改變靜過熱度。將感溫包安裝離蒸發器遠些。震蕩是否僅在低容量下發生？具有非常低的流道流量的蒸發器，有時工作不穩定。冷凝器或儲液器流量是否恒定？其特性參數是否恒定？是否有熱氣旁通控制或凍結保護，它們是否是震蕩的來源？盡量提高蒸發器中兩種介質的溫差，使膨脹閥曲線移到其斜率小于蒸發器曲線斜率的區域，提供了可允許的誤差。檢查系統的制冷劑充滿度。如不足，儲液器將跑干，膨脹閥制冷劑流量不規律，這樣給蒸發器穩定性和容量帶來影響。查驗流量，溫度和壓力降等參數。壓力降是否暗示某些不正常？水流動受阻或油過多。在不同位置交換使用溫度計。小溫差很容易被不正確的溫度計所掩蓋。檢查蒸發器外表面的溫度變化。大溫差有可能是水側或制冷劑側分液不均。通過溫度和流量的各種組合，雙檢傳熱。檢查加熱流體。若是乙二醇水溶液或類似物，可校核其濃度和/或粘度。濃度太高會削弱傳熱，太低容易凍結。檢查冰的形成。冰將損害傳熱，實際出口溫度將升高。檢查蒸發器液體側中污垢情況和制冷劑側中油垢情況。冷凝器和壓縮機是否匹配，制冷劑中是否有水。在膨脹閥處水將變成冰，從而阻塞制冷劑流動。檢查冷凝器壓力。如果壓力太低，沒有足夠的壓力驅動制冷劑流過膨脹閥。不穩定因素。它將導致容量降低。檢查過熱度，如果大于設計值，說明蒸發器應能蒸發比實際更多的制冷劑，即增大容量。可能由于太小的閥門，管道阻礙物，過濾器過臟，結冰，儲液器跑干等等。由此蒸發器不能蒸發超過其進入量更多的制冷劑，并且進入量太少，致使容量太低。如果針對已被調好過熱度，膨脹閥不能給予所需的容量，且靜裝配過熱度設置小，系統將不可能提供更多制冷劑。將感溫包卸下，讓其加熱。感溫包溫度升高迫使膨脹閥達到最大容量值，看看容量增加了嗎？制冷劑不斷從有故障的熱氣旁通閥漏出。于是，降低了容量。檢查膨脹閥的進口溫度。如果具有相當高的過冷度，如裝有回熱器，相比于在冷凝壓力下進入膨脹閥，有較少的液體蒸發。較低蒸汽干度降低傳熱系數。因此容量減少。油分解的產物（在壓縮機中被加熱到超過油的分解溫度）。通常不對制冷劑側進行清洗，除非系統被完全堵塞。這種污垢最可能是油極其分解物。可用一些合適的洗滌劑清洗。為了保證油在蒸發器中良好地通過，制冷劑蒸汽速度或者剪切應力越大越好。剪切應力正比于單位流道長的壓力降。通常5KPa/m就足夠了。井水—相當冷且干凈及較低的微生物含量，但是生成水垢的含鹽（硫化鈣，流化鎂，碳酸鈣及碳酸鎂）濃度有時會相當高。從簡單的過濾到精細的預處理可能是需要的。由于水溫低，而且一般可獲得的數量很少，所以允許溫升大于冷卻塔水的水溫升，而冷卻塔水的溫升在低流量條件下為10~15℃。冷卻塔水—冷卻塔水通常比來自同一地區的井水溫度高15~20℃。含鹽量會10倍于補充水。在污染嚴重地區，會夾帶灰塵和腐蝕性氣體。需要對其進行各種處理。冷卻塔通常設計成約5℃的水溫降。河水和湖水—鹽濃度通常相當低，但是含有相當數量的固體顆粒。微生物活性（藻類，細菌和真菌）很高，有時會有農藥。預處理是必需的，溫度通常介于井水和冷卻塔水之間。由于環境的原因，其溫升不允許超過10℃。城市廢水—通常含有天然農藥，特別是自由氨。有時用吹氣法除氨。一般不能用作BPHE的冷凝器的冷卻介質。鹽水和海水—由于氯離子的腐蝕作用，不能用作BPHE的冷凝器的冷卻介質。
水中加氯處理（如游泳池）或海水倒灌,此時氯轉變成氯離子（Cl-)并逐漸遞增，一段時間后，氯離子濃度會增加至在板片上形成坑蝕，腐蝕的發生比下圖所顯示的要低得多。預防不要在BPHE之前立即放置加氯點，應該盡量遠些。水溫50～60℃時，控制Cl-<150ppm，水溫70～80℃時，控制Cl-<100ppm。氯化鈣和溴化鋰溶液濃縮的氯化鈣溶液在高PH值和低溫（<0℃）時，不腐蝕不銹鋼。對25%濃度的氯化鈣溶液，316L可用于溫度<80℃，100%濃度時，可用于溫度<20℃。如果用抗腐蝕劑如重鉻酸鹽，對溶液進行處理，它對銅同樣有腐蝕性。當設備停止運行，且使溶液的溫度升高，尤其是使溶液的PH值降低了，比如不適當地用水清洗后，則會引起金屬點腐蝕。上述性質同樣適用于溴化鋰溶液。預防金屬點腐蝕是一種很快的過程，對蒸發器內點腐蝕的影響可能是災難性的。僅僅使用抗腐蝕的工業溶液。這種溶液正確地說明，它與銅和不銹鋼是相容的。氫氟氯碳化物（HCFC）的分解產物。在一定條件下，HCFC將分解，氯氟和氫將形成鹽酸和氫氯酸。HCFCS可能更容易分解，如果氧氣存在，將加速分解。水的存在。完全干燥的氫氯酸和氫氟酸無很大的腐蝕性，在水溶液中成為最強的酸。高溫。<100℃時，危險性很小，但當有催化劑時，分解將加快。鎳，鉻，釩等以及氧化物可以做催化劑。不銹鋼在焊接時可形成這些氧化物。因此在焊接過程中不容許有氧化過程。油分解過程中有機酸的形成。當有水存在時會加速。礦物油通常不會有麻煩。一些新型合成油含有非常活躍的雙鍵分子，與水或氧形成有機酸。氨。干燥的氨不會對銅腐蝕。由于水份通常是存在的，在氨制冷系統中，不能用銅釬焊換熱器。氨的熱力特性意味著壓縮機排氣溫度較高，有油分解的危險。這可能導致潤滑故障，以及形成無腐蝕性的污垢。在油分解的過程中形成的酸將被氨中和掉。焊劑（一般不會進入換熱器）。焊劑化合物能除去金屬表面的氧化物，形成烈性腐蝕劑。檢查過濾器。如果偶然發生堵塞，這可能是油分解物生成的跡象。在焊接接管時，應用氮氣保護（向接管和設備內吹入氮氣）。—檢查停機程序和蒸發溫度。冷凝器中壓力是否得以控制？冬季最大冷凝壓力低會迫使蒸發溫度下降。—檢查停車和啟動程序和如果熱沖擊可能發生的溫度變化檢查。是否冷流體突然進入較熱的BPHE，或反之亦然？—檢查來自其它設備的振動。是否有可減力或減振的彎頭或波紋管？—在并聯壓縮機或BPHE情況下，當一臺機組突然起動或停車時，可能會導致突然的壓力或溫度波動。是否所有的BPHE都有自身的壓力控制器？—在水側是否應用了電動閥或電磁閥？在BPHE之后安裝電磁閥，可能導致水擊。—是否應用了通過調節運行時間可以半連續運行的閥門？這種閥門可能開1秒，關5秒，從關轉向開5秒，關1秒。它們是溫度，壓力驟變的原因。—水中是否含有過量的氯離子或其它腐蝕劑？試取水樣。
BPHE凍結的防止/安裝
主流水溫接近0℃時，冰層會逐漸加厚最后把整個流道阻塞。在一個直接膨脹蒸發器里，制冷劑的進口溫度通常要比蒸發溫度高出1.5-2.5℃。流動形式一般是逆流，即溫度最低的水將遇到溫度最低的液態制冷劑。
在一般的穩定運行工況下，當壁溫還沒有降到0℃以下時蒸發溫度可能已經遠低于0℃了。但這種情況會在哪里發生？—很難確定。取決于溫度分布，水和制冷劑的壓力降等因素。—先在一個流道內結冰，流道阻力增加而使水流量減小，水溫和壁溫被冷卻到更低的程度，結更多的冰，直至板片破裂。
乙二醇或鹽溶液凍結時，形成的冰晶體中含有純水，因此該冰晶體的融點是0℃。所以當溫度升高時“冰”依然存在，與水結的冰將融化有所不同。由于這種結冰滯后作用，可能在蒸發器中出現冰的集結現象。所幸的是溶液冰晶體中含有乙二醇或鹽，因而它更象一團松散的泥漿而不象純冰那樣是堅硬的一塊。
