换热器类型全览

换热器，作为实现不同温度流体间热量传递的重要设备，广泛应用于化工、石油、动力、食品等众多工业生产领域。它通过将热量从高温流体传递给低温流体，使流体温度达到工艺规定的指标，以满足生产过程中的各种需求。本文将从多个维度对换热器的种类进行详细阐述。

换热器的种类及特点

一、按传热原理分类

1. 间壁式换热器

间壁式换热器是最常见的一类换热器，它通过固定的壁面（传热面）将两种温度不同的流体隔开，在壁面的导热和流体在壁表面对流的作用下进行热量传递。间壁式换热器的种类很多，包括管壳式、套管式、螺旋板式、板式换热器等。

管壳式换热器：由许多小管束组成，两端固定在管板上，管板与外壳连接。这种换热器结构坚固，适应性强，能够处理高温高压的流体。

套管式换热器：由两根同心的管子组成，内管走一种流体，外管走另一种流体。其结构简单，换热效率较高，适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合。

螺旋板式换热器：由两张平行的钢板卷制而成，形成螺旋状的通道。流体在螺旋通道中流动，通过板壁进行换热。其结构紧凑，换热效率高，适用于处理粘性流体或含有固体颗粒的流体。

板式换热器：由一系列金属板片堆叠而成，板片之间通过密封垫密封，形成流体通道。板式换热器又可分为平板式和波纹板式。平板式换热器结构简单，换热效率较高，但承受压力的能力较弱；波纹板式换热器换热效率高，结构紧凑，但价格相对较高。

2. 蓄热式换热器

蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体。热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，从而实现热量传递。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等，结构紧凑，价格便宜，单位体积传热面大，适用于气-气热交换的场合。

3. 流体连接间接式换热器

流体连接间接式换热器把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

4. 直接接触式换热器

直接接触式换热器又称混合式换热器，两种流体直接接触，彼此混合进行换热。这类换热器的结构简单，价格低廉，常做成塔状，如冷水塔（凉水塔）、造粒塔等。能量传递通过格子砖或填料等蓄热体来完成，但存在流体相互掺和造成“污染”的问题。

5. 复式换热器

复式换热器兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式，具有更高的换热效率和较高的稳定性及较低的机组噪音。

二、按用途分类

1. 加热器

加热器用于将流体加热到必要的温度，但加热过程中流体没有发生相的变化。

2. 预热器

预热器用于预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

3. 过热器

过热器用于将流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。

4. 蒸发器

蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其蒸发，一般有相的变化。

三、按结构分类

1. 夹套式换热器

夹套式换热器是在容器外壁安装夹套制成，结构简单，但加热面受容器壁面限制，传热系数不高。夹套空间是加热介质和冷却介质的通路，主要用于反应过程的加热或冷却。

2. 沉浸式蛇管换热器

沉浸式蛇管换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容器内的液体中。其结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造，但容器内液体湍动程度低，管外给热系数小。

3. 喷淋式换热器

喷淋式换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下。其管外是一层湍动程度较高的液膜，传热效果较好。喷淋式换热器多用作冷却器，放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦可带走一部分热量，降低冷却水温度，增大传热推动力。

4. 翅片式换热器

翅片式换热器是通过在管道或平板的表面加装翅片来增加换热面积。根据翅片的固定方式，翅片式换热器又可分为绕管式换热器和翅片管式换热器。翅片式换热器换热效率高，结构紧凑，适用于气体对气体或液体对液体的换热。

5. 缠绕管式换热器

缠绕管式换热器具有不可比拟的优势，适用温度范围广、适应热冲击、热应力自身消除、紧凑度高。通过设置多股管程（壳程单股），能够在一台设备内满足多股流体的同时换热。其缺点是结构复杂，检修、清理困难，一般用于较清洁的工艺介质。

6. 列管式换热器

列管式换热器是化工生产中应用较为常见的一种换热器，其结构简单，换热效率高，适应性强。但管束不可清洗，管壁与壳壁之间存在较大的温差应力。

7. U型管换热器

U型管换热器的管束可以自由伸缩，管壳之间没有热应力。其结构简单，造价便宜，承压能力强，管束可以从壳体内部抽出，便于检修。但管内清洗不便，管束中间的管子难以更换，管子分布不紧凑，壳程流体容易短路造成换热不便。

8. 碳化硅换热器

碳化硅换热器具有高温强度大、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。其结构紧凑轻巧，传热系数高，适用性强，但制造工艺复杂，价格高，比较易碎。

结语

换热器种类繁多，各具特点，广泛应用于各个工业生产领域。随着技术的不断进步和需求的不断变化，换热器的设计和制造也在不断发展和创新。了解各种换热器的特点和适用范围，对于正确选择和使用换热器具有重要意义。在未来的发展中，换热器将向着结构更紧凑、换热效率更高、材料更环保、成本更低廉的方向发展，以适应不断变化的市场需求。