一、結構原理與核心特性

1. 結構組成

• 上部換熱區：內置高效換熱管束（如 U 型銅管、螺旋波紋管），熱媒（蒸汽、高溫水）流經管束與殼程內的被加熱水進行換熱；

• 下部儲熱區：圓柱形殼體底部形成容積空間，儲存已加熱介質，容積通常為 1~50m3，滿足瞬時大流量用水需求；

• 關鍵部件：導流裝置（防止短路）、溫控閥（調節熱媒流量）、膨脹節（應對溫差應力）。

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2. 工作原理

• 換熱過程：熱媒從上部管程進入，被加熱水從殼程下部流入，逆向流經換熱管束吸熱，部分熱水儲存在下部容積區；

• 儲熱邏輯：當用水流量大于換熱能力時，儲存的熱水補充輸出，避免水溫驟降，實現 “邊換熱邊儲熱" 的動態平衡。

二、核心作用：三大功能性優勢

1. 高效換熱與容積儲存一體化

• 換熱系數 K 值可達 1500~3000 W/㎡?℃（優于普通容積式換熱器），同時儲存容積滿足 0.5~2 小時的設計用水量，適用于用水波動大的場景（如酒店高峰時段）。

2. 穩定出水溫度與壓力

• 儲熱區的緩沖作用可抵消熱媒溫度波動（如蒸汽壓力波動），出水溫度波動≤±2℃；

• 立式結構利用水位靜壓，出水壓力穩定，無需額外穩壓裝置。

3. 節省空間與安裝靈活性

• 立式設計占地面積小（直徑 1~3m，高度 3~8m），可安裝于地下室或設備層；

• 模塊化設計便于多臺并聯，適應不同規模系統（如多臺 10m3 設備并聯滿足 50m3/h 用水需求）。

三、典型用途與應用場景

1. 民用建筑熱水供應

2. 工業流程加熱

• 用途：預熱鍋爐給水、加熱生產工藝用水（如印染廠染缸補水）、化工原料預熱等；

• 案例：某造紙廠用 0.5MPa 蒸汽通過立式半容積式換熱器，將 20℃清水預熱至 80℃，用于制漿工藝，換熱效率達 92%，儲熱容積 5m3 滿足連續生產需求。

3. 區域供熱與空調系統

• 供熱場景：作為熱力站換熱器，將市政高溫水（130℃/70℃）換熱為二次網熱水（80℃/60℃），儲熱區平衡熱負荷波動；

• 空調場景：與溴化鋰機組聯動，加熱空調循環水（如 5℃→12℃），儲熱容積保障夜間低負荷運行時的水溫穩定。

四、與其他換熱器的對比優勢

五、選型關鍵參數與設計要點

1. 核心參數計算

• 熱負荷 Q：根據用水流量與溫升計算，如 10m3/h 水從 20℃加熱至 60℃，Q=10×1000×4.2×(60-20)=1680kW；

• 換熱面積 F：F=Q/(K×Δtm)，取 K=2000 W/㎡?℃，對數平均溫差 Δtm=30℃，則 F=1680×1000/(2000×30)=28㎡；

• 儲熱容積 V：按設計小時用水量的 20%~30% 取值，如 10m3/h 用水，V=10×0.25=2.5m3。

2. 設計注意事項

• 水質要求：被加熱水硬度＞300mg/L 時，需預處理（軟化或加藥），避免換熱管結垢（結垢后 K 值下降 50% 以上）；

• 壓力設計：殼程工作壓力≥0.6MPa（通常取 1.0MPa），管程熱媒壓力根據熱源確定（如蒸汽壓力 0.3~0.8MPa）；

• 安全裝置：頂部安裝安全閥（整定壓力 = 設計壓力 + 0.05MPa），底部設排污閥（定期排除沉淀雜質）。

六、行業標準與安裝規范

• 國家標準：GB 151《熱交換器》規定其屬于壓力容器范疇，需按 NB/T 47042《立式圓筒形鋼制焊接儲罐》進行強度計算；

• 安裝要求：設備基礎承重≥滿水重量的 1.5 倍，頂部距屋頂凈空≥1.5m，便于檢修；

• 能效指標：參考 GB 30053，一級能效熱損失≤3%，熱水輸出率≥90%。