目前制冷装置用的板式换热器一般有钎焊板式及焊接板式(包括半焊板式、全焊板式)两种。图8-9和图8-10分别表示了这两种型式板式换热器的结构。
板式换热器一般由传热板片、盖板(压紧板)和接管组成。在焊接板式换热器中,还有压紧螺栓、螺母、垫片、支架等零部件。焊接式板片换热器是用专门的焊接工艺,将每两张板片沿外密封槽焊在一起,形成板片对,再将板片对用垫片组装起来,成为半焊板式换热器,或采用专门的焊接工艺,将一定数量的板片沿密封槽焊成一个板片包,再将多个板片包组焊并装配成一体的全焊板式换热器。钎焊板式换热器则是不锈钢板片和铜箔(或镍箔)钎料,在真空钎焊炉的高温作用下形成一体的板式换热器。
传热板片一般由不锈钢或钛合金材料经冲压制成各种形状,如人字形板片、波纹板片等,设计压力一般不超过4MPa,钎焊板式换热器使用的温度范围为-160~225℃,焊接板式可用于-40~120℃,在板式换热器中,相邻板片上的花纹方向相反,其脊线彼此相交而形成接触点,经焊接或钎焊形成两种相隔离的模槽流道,使水及制冷剂在各自模槽流道中形成相互交叉逆流而发挥最佳传热效果,由此形成高效换热器。板式换热器在制冷装置中可作为冷凝器、蒸发器、冷却器等。
一般的钎焊板式换热器都是用铜作为钎焊料的,由于氨和铜有腐蚀性,因此如要用于氨制冷装置时,应选用镍钎焊板式,或经特殊处理(如在铜焊后再经镀锡处理)的钎焊板式换热器。焊接板式换热器可用于氨或卤代烃类制冷装置。
板式换热器的优点:①结构紧凑,体积小,重量大约只有相同传热而积的壳管式换热器的25%,因此便于运输和安装;②板式换热器的当量直径小,流动扰动大,在较小的雷诺数下即可形成紊流,因此传热系数高,一般为壳管式换热器的1. 1~1.7倍;③制冷剂充灌量小,大约只需壳管式换热器的20%~40%。
板式换热器也有一定缺点:①板片制造要求高,造价较高;②板片之间间隙较小,冷却水中如有杂质存在易堵塞,因此对水质要求较高。