目前主要采用下述措施：
1、研究應用強化傳熱技術,擴展傳熱面積和提高傳熱表面的傳熱性能;
2、改變換熱器折流板結構(折流桿技術等)以提高殼程的傳熱膜系數,增加介質的湍流性,防止介質走短流; 3換熱管內外表面防污垢技術(防污垢涂層技術). 4、應用數值傳熱技術的研究.目前研究應用強化傳熱技術是提高傳熱效率很有效的一種技術措施,本文主要討論應用強化傳熱技術對換熱器進行改進.所謂換熱器傳熱強化或增強傳熱是指通過對影響傳熱的各種因素的分析與計算,采取某些技術措施以提高換熱設備的傳熱量或者在滿足原有傳熱量條件下,使它的體積縮小. 換熱器傳熱強化通常使用的手段包括三類：擴展傳熱面積(F);加大傳熱溫差;提高傳熱系數(K). 1.擴展傳熱面積F.擴展傳熱面積是增加傳熱效果使用*多、*簡單的一種方法.這種方法現在已經淘汰.現在使用*多的是通過合理地提高設備單位體積的傳熱面積來達到增強傳熱效果的目的,如在換熱器上大量使用單位體積傳熱面積比較大的翅片管、波紋管、板翅傳熱面等材料. 2.加大傳熱溫差△t.加大換熱器傳熱溫差△t是加強換熱器換熱效果常用的措施之一.但是,增加換熱器傳熱溫差△t是有一定限度的,我們不能把它作為增強換熱器傳熱效果*主要的手段,使用過程中我們應該考慮到實際工藝或設備條件上是否允許. 3.增強傳熱系數(K).增強換熱器傳熱效果*積極的措施就是設法提高設備的傳熱系數(K).換熱器傳熱系數(K)值越低,換熱器傳熱效果也就越差.換熱器傳熱系數(K)值也就越高,換熱器傳熱效果也就越好. 上述三方面增強傳熱效果的方法在換熱器都或多或少的獲得了使用,但是由于擴展傳熱面積及加大傳熱溫差常常受到場地、設備、資金、效果的限制,不可能無限制的增強.所以,當前換熱器強化傳熱的研究主要方向就是：如何通過控制換熱器傳熱系數(K)值來提高換熱器強化傳熱的效果.我們現在使用*多的提高換熱器傳熱系數(K)值的技術就是：在換熱器換熱管中加擾流子添加物,通過擾流子添加物的作用,使換熱器傳熱過程的分熱阻大大的降低,并且*終來達到提高換熱器傳熱系數(K)值的目的. (1)換熱器上擾流子強化傳熱的使用.為了提高換熱器的傳熱系數,強化換熱器的傳熱效率,國內外出現了多種強化元件及強化措施,主要包括在換熱器中使用螺紋管、橫紋管、縮放管、大導程多頭溝槽管、整體雙面螺旋翅片管以及互程技術在換熱管中加擾流子來強化管內換熱等.其中,在換熱管中加擾流子添加物進行強化傳熱在工業上已使用了多年,它可以使換熱器總的傳熱系數出現明顯的提高,可以大大節省換熱器的傳熱面積,降低設備重量,節約大量金屬材料,它的許多優點已日益引起人們的重視. (2)采用異形管.為了強化管束傳熱,在工程應用上已越來越廣泛地采用異形管來代替圓管.如橢圓管、滴形管、透鏡管等.其中以扁管和橢圓管應用*廣.以橢圓矩形翅片管為例,經研究證明與圓管相比,由于橢圓管的流動性好,流動阻力小,且在相同的管橫截面積下,橢圓管的傳熱周邊比圓管長;從布置上講在單位體積內可布置更多的管子,因此單位體積的傳熱量高.在滿足一定換熱量的前提下,換熱器向著高效、緊湊的方向發展.強化傳熱技術的應用,國內研發了一些新型高效換熱器如內凸肋管式換熱器、螺旋式高效換熱器。
列管式換熱器
列管式換熱器（tubularexchanger）是目前化工及酒精生產上應用*廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質，可分別采用普通碳鋼、紫銅、不銹鋼制作。列管式換熱器必須從結構上考慮熱膨脹的影響，采取各種補償的辦法，消除或減小熱應力，根據所采取的溫差補償措施。列管式換熱器在制作時，管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應力的分布也不均勻。
基本信息
中文名
列管式換熱器
外文名
tubular exchanger
分類
器械
種類
固定管板式
列管式換熱器的結構比較簡單、緊湊、造價便宜，但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上，管板分別焊在外殼兩端，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的，而管內管外是兩種不同溫度的流體。因此，當管壁與殼壁溫差較大時，由于兩者的熱膨脹不同，產生了很大的溫差應力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。
為了克服溫差應力必須有溫差補償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，為安全起見，換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置（膨脹節）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過0.6Mpa時由于補償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補償的作用，就應考慮其他結構。
浮頭式
換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個頂蓋，稱之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優點是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當兩種換熱器介質的溫差大時，不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產生溫差應力。其缺點為結構復雜，造價高。
填料函式
這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結構比浮頭式簡單，造價也比浮頭式低。但殼程內介質有外漏的可能，殼程中不應處理易揮發、易燃、易爆和有毒的介質。
U型管式
U形管式換熱器，每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊管板上，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補償問題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點是管子內壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優點是結構簡單，質量輕，適用于高溫高壓條件。
渦流熱膜
渦流熱膜換熱器采用*新的渦流熱膜傳熱技術，通過改變流體運動狀態來增加傳熱效果，當介質經過渦流管表面時，強力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。*高可達W/m2℃。同時這種結構實現了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對流換熱系數降低。
據【換熱設備推廣中心】的資料顯示，渦流熱膜換熱器的*大特點在于經濟性和安全性統一。由于考慮了換熱管之間，換熱管和殼體之間流動關系，不再使用折流板強行阻擋的方式逼出湍流，而是靠換熱管之間自然誘導形成交替漩渦流，并在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應有的顫動力度。換熱管的剛性和柔性配置良好，不會彼此碰撞，既克服了浮動盤管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問題，又避免了普通管殼式換熱器易結垢的問題。
渦流熱膜換熱器性能特點：
1.高效節能，該換熱器傳熱系數為6000-8000W/m2.0C；
2.全不銹鋼制作，使用壽命長，可達20年以上，十年內出現換熱器質量問題免費更換；
3.改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻；
4.換熱速度快，耐高溫（400℃），耐高壓（2.5Mpa）;
5.結構緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節約土建投資；
6.設計靈活，規格齊全，實用針對性強，節約資金；
7.應用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質熱交換；
8.維護費用低，易操作，清垢周期長，清洗方便。
9.采用納米熱膜技術，顯著增大傳熱系數。
板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛、使用壽命長等特點。選型要點及原則
1、流速及取值：
①、換熱管網流速：指進、出水管路，見流速表。
②、機組總管流速：管徑≦ 80時，選1m/s， ≧ 100時，見流速表。
③、角孔流速：*大為6m/s （四個進出口）。
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）
①、換熱面積的計算：
換熱面積=換熱量/換熱系數/對數平均溫差/污垢系數
②、換熱量的計算：
換熱量=建筑面積*采暖熱指標（即熱負荷，見指標表）
3、介質參數：
①、區域供暖：暖氣采暖/地熱采暖：110/75 ℃ - 50/75
②、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：
(1) 求熱負荷Q
Q=G．ρ．ＣP．Δt
(2) 求冷熱流體進出口溫度
t2=t1+ Q /G ．ρ ．ＣP
(3) 冷熱流體流量
Ｇ=Q / ρ ．ＣP ．(t2-t1 )
(4) 求平均溫度差Δtm
Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2
(5) 選擇板型
若所有的板型選擇完，則進行結果分析。
(6) 由Ｋ值范圍，計算板片數范圍Ｎmin，Ｎmax
Ｎmin = Q / Kmax ．Δtm ．F P ．β
Ｎmax = Q / Kmin ．Δtm ．F P ．β
(7) 取板片數N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax ）
若N已達Ｎmax，做（5）。
(8) 取N的流程組合形式，若組合形式取完則做（7）。
(9) 求Re，Nu
Re = W ．de/ ν
Nu =a1．Rea2．Pra3
(10)求a，K傳熱面積Ｆ
a = Nu ．λ/ de
K= 1 / 1/ah+1/ ac+γc+γc+δ/λ0
F=Q /K ．Δtm ．β
(11)由傳熱面積Ｆ求所需板片數ＮＮ
ＮＮ= F/ Fp+ 2
(12)若N＜NN，做（８）。
(13)求壓降Δp
Eu = a4．Rea5
Δp = Eu ．ρ．W2 ．ф
(14) 若Δp＞Δ允 ，做（８）；
若Δp≤Δ允 ，記錄結果 ，做（８）。
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)/2
3．修正系數β一般0.7～0.9。
4．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。
5．a1、a2、a3、a4、a5為常系數。
選型計算各公式符號的意義及單位
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，*簡單的是套用公式：
Q=K×F×Δt
Q——熱負荷
K——傳熱系數
F——換熱面積
Δt——傳熱溫差（一般用對數溫差）
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。*后算出的板換的面積要乘以一定的系數如1.2。
板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛、使用壽命長等特點。本課件由暖通南社獨立完成整合編輯，歡迎轉載，但請注明出處。
板式換熱器的型式主要有框架式（可拆卸式）和釬焊式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。
釬焊換熱器結構
主要結構
⒈板式換熱器板片和板式換熱器密封墊片
⒉固定壓緊板
⒊活動壓緊板
⒋夾緊螺栓
⒌上導桿
⒍下導桿
⒎后立柱
由一組板片疊放成具有通道型式的板片包。兩端分別配置帶有接管的端底板。
整機由真空釬焊而成。相鄰的通道分別流動兩種介質。相鄰通道之間的板片壓制成波紋。型式，以強化兩種介質的熱交換。在制冷用釬焊式板式換熱器中，水流道總是比制冷劑流道多一個。
圖示為單邊流，有些換熱器做成對角流，即：Q1和Q3容納一種介質，而Q2和Q4容納另一種介質。
所有都是螺桿和螺栓結構，便于現場拆卸和修復。
運行原理
板式換熱器是由帶一定波紋形狀的金屬板片疊裝而成的新型高效換熱器,構造包括墊片、壓緊板（活動端板、固定端板）和框架（上、下導桿，前支柱）組成，板片之間由密封墊片進行密封并導流,分隔出冷/熱兩個流體通道,冷/熱換熱介質分別在各自通道流過,與相隔的板片進行熱量交換，以達到用戶所需溫度。
每塊板片四角都有開孔，組裝成板束后形成流體的分配管和匯集管，冷/熱介質熱量交換后，從各自的匯集管回流后循環利用。
換熱原理：間壁式傳熱。
單流程結構：只有2塊板片不傳熱－頭尾板。
雙流程結構：每一個流程有3塊板片不傳熱。
板片和流道
通常有二種波紋的板片 (L 小角度和 H大角度)，這樣就有三種不同的流道(L, M 和 H)，如下所示：
在這三種流道中選擇，并根據特殊的工況定身量做和選型。
理論上，一臺換熱器可以混用不同類型的流道，如H型之后是M型。
但對于有相變的情況，這會導致**個H流道和*后一個M流道之間介質的分配失調，因此，在各類制冷用BPHE中不予采用。
板片波紋的主要作用：使得流體紊流，強化傳熱相鄰板片的波紋形成接觸抗點，提高耐壓性能。
注：巧克力分布去：使流體均勻流過整個板片，在 A 和B處的壓力降相同，使在這里的壓力損失*小，把壓力降用于有效的傳熱，允許平行流AlfaLaval 創造發明創造，現已被廣泛應用。如下圖。
平行流與對角流：
平行流的優勢：一塊板片 & 一條密封墊，同一的板片在板片組里，旋轉180o可以用于二邊通道備件損耗小。完全滿足對角流所有的功能，較高的設計壓力或使用較薄的板片沒有交叉出管口。板式換熱器在暖通空調領域的應用
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
即熱式特點
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。
半即熱式生活熱水系統
半即熱式特點
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。
游泳池恒溫保持系統
太陽能熱水系統
供冷空調系統
冷凝器側應用：
1 冷卻塔水冷卻凝結水
2 海水、河水或井水冷卻凝結水
3 乙二醇冷卻凝結水
4 短路冷凍機組系統
5 地下水冷/熱源系統
6 熱回收系統
冷凝水側熱交換器可以起到以下作用：
保護冷凝器免受污染、結垢和腐蝕
代替冷凝器承受冷卻水側壓力
能夠在季節許可時不運行冷凍機組
能夠實現熱回收
節省昂貴的添加劑
冷卻塔水冷卻凝結水
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
蒸發側的應用：
1 壓力接力系統
2 分離冷卻循環水 (無壓力接力功能)
3 蓄冰系統
4 區域供冷系統
5 天花板供冷系統
蒸發器側熱交換器可以起到以下作用：
避免冷凍機組承受高壓(壓力接力系統)
減少昂貴、低效添加劑的用量
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)
減少泄漏所帶來的損害
壓力接力系統
分離冷卻循環水系統
蓄冰系統
蓄冰系統設計基本要素：
設定空調要求
運行方案
全蓄冰系統
部分蓄冰系統
冷凍機組為主系統
蓄冰為主系統
區域供冷系統
天花板供冷系統
空調系統其它應用方案
1 夏、冬季供冷、熱轉換
2 冷凍水預冷卻系統
板式換熱器在供冷空調系統中的優勢
1. 傳熱系數高,對數溫差可作到0.5度。
2. 體積小,重量輕,便于安裝,可放置于設備層。
3. 易于拆卸,方便清理內部污垢。
4. 結構堅固,可承受較高工作壓力,*高 3.0MPa。
5. 換熱效率高,降低運行成本。
6. 固定投資低。
板式換熱機組基本原理
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。
板式換熱器簡介
板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過半片進行熱量交換。它與常規的管殼式換熱器相比，在相同的流動阻力和泵功率消耗情況下，其傳熱系數要高出很多，在適用的范圍內有取代管殼式換熱器的趨勢。
板式換熱器的型式主要有框架式（可拆卸式）和釬焊式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。
1.1板式換熱器的基本結構
板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。
板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個角上開有角孔，用于介質的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。
框架由固定壓緊板、活動壓緊板、上下導桿和夾緊螺栓等構成。
板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾緊而成。
1.2板式換熱器的特點（板式換熱器與管殼式換熱器的比較）
a.傳熱系數高 由于不同的波紋板相互倒置，構成復雜的流道，使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動，能在較低的雷諾數（一般Re=50~200）下產生紊流，所以傳熱系數高，一般認為是管殼式的3~5倍。
b.對數平均溫差大，末端溫差小 在管殼式換熱器中，兩種流體分別在管程和殼程內流動，總體上是錯流流動，對數平均溫差修正系數小，而板式換熱器多是并流或逆流流動方式，其修正系數也通常在0.95左右，此外，冷、熱流體在板式換熱器內的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃.
c.占地面積小 板式換熱器結構緊湊，單位體積內的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所，因此實現同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/10。
d.容易改變換熱面積或流程組合，只要增加或減少幾張板，即可達到增加或減少換熱面積的目的；改變板片排列或更換幾張板片，即可達到所要求的流程組合，適應新的換熱工況，而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加。
e.重量輕 板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的1/5左右。
f. 價格低 采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%。
g. 制作方便 板式換熱器的傳熱板是采用，標準化程度高，并可大批生產，管殼式換熱器一般采用手工制作。
h. 容易清洗 框架式板式換熱器只要松動壓緊螺栓，即可松開板束，卸下板片進行機械清洗，這對需要經常清洗設備的換熱過程十分方便。
i. 熱損失小 板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中，因此散熱損失可以忽略不計，也不需要保溫措施。而管殼式換熱器熱損失大，需要隔熱層。
j. 容量較小 是管殼式換熱器的10%~20%。
k. 單位長度的壓力損失大 由于傳熱面之間的間隙較小，傳熱面上有凹凸，因此比傳統的光滑管的壓力損失大。
l. 不易結垢 由于內部充分湍動，所以不易結垢，其結垢系數僅為管殼式換熱器的1/3~1/10.
m. 工作壓力不宜過大，介質溫度不宜過高，有可能泄露 板式換熱器采用密封墊密封，工作壓力一般不宜超過2.5MPa，介質溫度應在低于250℃以下，否則有可能泄露。
n. 易堵塞 由于板片間通道很窄，一般只有2~5mm，當換熱介質含有較大顆粒或纖維物質時，容易堵塞板間通道。
1.4板式換熱器的應用場合
a. 制冷：用作冷凝器和蒸發器。
b. ：配合鍋爐使用的中間換熱器、高層建筑中間換熱器等。
c. ：純堿工業，合成氨，樹脂合成冷卻等。
d. 冶金工業：鋁酸鹽母液加熱或冷卻，煉鋼工藝冷卻等。
e. ：各種淬火液冷卻，減速器潤滑油冷卻等。
f. ：高壓冷卻，發電機軸承油冷卻等。
g. 造紙工業：漂白工藝熱回收，加熱洗漿液等。
h. 紡織工業：粘膠絲堿水溶液冷卻，沸騰硝化纖維冷卻等。
i. 食品工業：果汁滅菌冷卻，動植物油加熱冷卻等。
j. 油脂工藝：皂基常壓干燥，加熱或冷卻各種工藝用液。
k. 集中供熱：熱電廠廢熱區域供暖，加熱洗澡用水。
l. 其他：石油、醫藥、船舶、海水淡化、地熱利用。
