关于高效换热器(热交换器)的效率
换热器效率是衡量实际换热状态距离平衡状态的远近,按热力学第二定律,这种平衡状态只有在传热面积为无穷大时才能实现。实践表明,效率高并不意味着性能好。应该说,在某一温压条件下换热时,传热面积尽可能小,传热速率尽可能大的换热器其性能才是优越的。在这个意义上可以认为,传热系数K才是衡量换热器的标志,也是我们进行科研和技改的方向。通常比较经济的换热器其效率多为90%,到达90%以后就不必增大传热面积,以免造成浪费。
目前,国内某些地区关于换热器热工监测的地方标准及热工测试报告对换热器的分析和效率的定义是错误的。在这些资料中,人为规定“换热器供人热量就是热物料冷凝时所释放出来的热量,冷物料(或冷却水)吸收的热量就是有效热”,而设备有效利用率为:
上述定义的错误在于违背了能量守恒定律即热力学第一定律。按照热平衡,在不计热损失时,热物料放热与冷物料吸热就应该相等。然而在测量流量和温度时必然会存在误差,导致计算出的两个热量也有误差,误差过大表示试验不准确,按照试验标准,这两者误差小于5%试验装置才算合格,所得数据才算可靠。所以说按上述公式得到的所谓设备利用率实际是与换热器本身并无关系的试验误差。
顺便指出,即便考虑了散热损失后(一般约在z%一3%)热量仍应平衡,视散热损失在何侧而加于平衡式某一方,此不赘述。
作为热交换器,与一般的热力设备不同,无所谓供给和有效,也无所谓输人和输出,因换热器随其应用场合而分为加热器、冷凝器、预热器、蒸发器、再沸器、冷却器、深冷器等。我们只能衡量实际换热与理论最大换热的接近程度,即换热器效率。同时,由于牵涉到设备投资、运行费用、节电节水等诸多技术经济原因,并不主张一味提高换热器效率,也不应将其视为衡量换热器的唯一指标。
目前,国内某些地区关于换热器热工监测的地方标准及热工测试报告对换热器的分析和效率的定义是错误的。在这些资料中,人为规定“换热器供人热量就是热物料冷凝时所释放出来的热量,冷物料(或冷却水)吸收的热量就是有效热”,而设备有效利用率为:
η=(Q效/Q供)100%
按上述定义,不管是否考虑热损失,对任何换热器其利用率都是100%。上述定义的错误在于违背了能量守恒定律即热力学第一定律。按照热平衡,在不计热损失时,热物料放热与冷物料吸热就应该相等。然而在测量流量和温度时必然会存在误差,导致计算出的两个热量也有误差,误差过大表示试验不准确,按照试验标准,这两者误差小于5%试验装置才算合格,所得数据才算可靠。所以说按上述公式得到的所谓设备利用率实际是与换热器本身并无关系的试验误差。
顺便指出,即便考虑了散热损失后(一般约在z%一3%)热量仍应平衡,视散热损失在何侧而加于平衡式某一方,此不赘述。
作为热交换器,与一般的热力设备不同,无所谓供给和有效,也无所谓输人和输出,因换热器随其应用场合而分为加热器、冷凝器、预热器、蒸发器、再沸器、冷却器、深冷器等。我们只能衡量实际换热与理论最大换热的接近程度,即换热器效率。同时,由于牵涉到设备投资、运行费用、节电节水等诸多技术经济原因,并不主张一味提高换热器效率,也不应将其视为衡量换热器的唯一指标。