板式換熱器的能效比是在部分負(fù)荷下的變化，它取決于負(fù)荷調(diào)節(jié)方式與介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)，并不是簡(jiǎn)單的線性增減，艾克森幫助大家掌握變化規(guī)律，方便優(yōu)化換熱器系統(tǒng)運(yùn)行，減少能源浪費(fèi)。

1.需明確部分負(fù)荷的定義：指換熱器實(shí)際處理的冷熱介質(zhì)流量、溫差低于設(shè)計(jì)額定值的工況，常見(jiàn)于工業(yè)系統(tǒng)的變工況運(yùn)行。能效比的變化需結(jié)合流量調(diào)節(jié)與溫差變化兩大核心因素。

當(dāng)通過(guò)降低介質(zhì)流量實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷時(shí)，如果流量降低幅度較小，能效比下降平緩。此時(shí)，介質(zhì)在板片間仍能保持充分湍流狀態(tài)，傳熱系數(shù)下降幅度小于流量下降幅度，能效比僅降低5%-10%。如果流量降低幅度超過(guò)30%介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)會(huì)從湍流轉(zhuǎn)為層流，傳熱系數(shù)大幅下降，能效比隨之顯著降低。層流狀態(tài)下，介質(zhì)熱傳遞主要依賴(lài)分子擴(kuò)散，板片表面的邊界層增厚，熱阻增大，即使溫差不變，換熱效果也會(huì)明顯衰減。例如，流量降至40m3/h 時(shí)，傳熱系數(shù)可能降至1200W/(㎡?℃)，能效比僅為48%，此時(shí)需消耗更多泵功維持流量，反而導(dǎo)致系統(tǒng)能耗上升。

2.當(dāng)通過(guò)減小介質(zhì)溫差實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷時(shí)，能效比的變化相對(duì)平緩。只要流量保持在額定值的60%以上，湍流狀態(tài)不變，傳熱系數(shù)基本穩(wěn)定，能效比下降幅度與溫差下降幅度近似成正比。此外，部分負(fù)荷下的能效比還與換熱器的板片類(lèi)型相關(guān)：波紋間距小、湍流強(qiáng)化效果好的板片，在低流量下仍能維持湍流，能效比下降幅度比平直板片小15%-20%。

3.板式換熱器在部分負(fù)荷下，小幅度流量或溫差變化時(shí)能效比平緩下降，流量大幅降低會(huì)導(dǎo)致能效比驟降。實(shí)際運(yùn)行中，艾克森建議通過(guò)調(diào)節(jié)板式換熱器溫差而非大幅降流量實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷，同時(shí)優(yōu)先選用湍流強(qiáng)化型板片，提升低負(fù)荷下的能效。

2.兩相流中氣相比例超過(guò)多少，板式換熱器傳熱效率下降？

板式換熱器處理兩相流也就是氣液混合物時(shí)，氣相比例是影響傳熱效率的關(guān)鍵因素，當(dāng)氣相比例超過(guò)特定閾值時(shí)，會(huì)因“氣阻”“液膜斷裂”等問(wèn)題導(dǎo)致傳熱效率明顯下降，艾克森告訴大家該閾值需結(jié)合板片結(jié)構(gòu)與介質(zhì)特性綜合判斷，單常規(guī)工業(yè)場(chǎng)景下多為30%-40%。

1.確定這一比例需要明確兩相流在板式換熱器中的傳熱特點(diǎn)：液相通過(guò)板片間的湍流傳遞熱量，氣相則因熱阻大，會(huì)阻礙液相與板片的接觸。低氣相比例時(shí)，氣相以小氣泡形式分散在液相中，對(duì)液相流動(dòng)干擾較小，甚至能輕微強(qiáng)化湍流，傳熱效率僅下降3%-5%，基本不影響正常運(yùn)行。例如，在熱泵系統(tǒng)中，制冷劑兩相流氣相比例為15%時(shí)，板式換熱器仍能保持95%以上的額定傳熱效率。

2.當(dāng)氣相比例達(dá)到20%-30%時(shí)，氣泡逐漸聚合形成較大氣團(tuán)，開(kāi)始占據(jù)板片間的部分流道，液相流動(dòng)空間縮小，流速加快，但氣團(tuán)會(huì)導(dǎo)致板片局部“干斑”，傳熱系數(shù)開(kāi)始明顯下降。此時(shí)，換熱器仍能正常工作，但需要通過(guò)提高介質(zhì)流速來(lái)彌補(bǔ)傳熱損失，增加能耗。

3.當(dāng)氣相比例超過(guò)30%-40%時(shí)，傳熱效率會(huì)出現(xiàn)驟降。此時(shí)，氣相在流道內(nèi)形成連續(xù)“氣塞”，嚴(yán)重阻礙液相流動(dòng)：一方面，氣塞占據(jù)大量流道空間，液相流速過(guò)高導(dǎo)致壓力降急劇上升，增加泵功消耗；另一方面，氣塞覆蓋的板片區(qū)域無(wú)法與液相接觸，干斑面積擴(kuò)大，傳熱系數(shù)可能降至額定值的50%以下。

4.不同板片結(jié)構(gòu)的閾值存在差異：人字形板片因流道狹窄、湍流劇烈，氣相易聚合形成氣塞，閾值較低；平直板片流道較寬，氣相分散性更好，閾值較高。此外，介質(zhì)黏度也會(huì)影響閾值：高黏度液相流動(dòng)性差，氣相更易滯留，閾值可能降至25%-30%；低黏度液相則閾值更高。

可通過(guò)安裝“氣液分離器”預(yù)處理兩相流，降低進(jìn)入換熱器的氣相比例，或選用“降膜式板式換熱器”，避免傳熱效率驟降。

板式換熱器處理兩相流時(shí)，一般來(lái)講氣相比例超過(guò)30%-40% 會(huì)導(dǎo)致傳熱效率明顯下降，具體閾值艾克森還是建議需結(jié)合板片類(lèi)型與介質(zhì)特性確定，實(shí)際運(yùn)行中需要控制氣相比例或選用專(zhuān)用設(shè)備，來(lái)保障換熱效果。