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2-2.液冷式换热器 (液―液)
说明液冷式热交换器 (液体-液体) 的结构和特征。
液冷式换热器的作用和用途
热交换器是将热能从温度高的流体向温度低的流体移动的机器。通过使用液体和气体等流体有效地交换热能，用于加热和冷却。用于工业产品的生产工序和建筑物的空调等广泛的用途。
・油压机用油空调
・注塑机模具冷却水空调
・辊筒冷却水空调
・冷冻机、蒸汽、温水锅炉等
・温泉、游泳池的温度管理
・大楼、建筑物的空调用
液冷式换热器的种类
液冷式热交换器是指不混合两个系统的流体，为了能高效率地进行热交换而设计的热交换器。液体热交换器的种类很多，有各种形状的热交换器，在这里介绍使用实绩多的以下5种液冷式热交换器。
※关于液冷中使用的冷却水，请参见“ 3-1.冷却水的类型和特征”。
① 折流板式换热器
·工作原理和结构
如下图1所示，其结构为电热板堆叠，边缘通过钎焊密封。从成本和加工性的角度考虑，钎焊材料多采用铜。在食品、医药品、半导体等行业中，当要求洁净规格时，也可选择镍钎焊、不锈钢钎焊等。
该结构允许高温液体和低温液体交替流过板间的间隙，从而实现高效的热交换，并使装置体积相对于热交换量而言更加紧凑。如下图2所示，形成高温液体和低温液体反向循环的“逆流”有利于提高热交换效率。
图1.钎焊板式外观
图2.折流板式换热器结构
·特征
○相对于交换热量，是小型的。
○成本较低。
○因流路狭窄无法分解，可能会发生固体堵塞。
② 垫板式换热器
·工作原理和结构
与钎焊式类似，板片堆叠，两种流体交替流动，但这种类型使用橡胶垫圈分隔板片。通过拆卸固定两端板片的紧固螺栓，可以对板片和垫圈进行维护，并通过增加板片数量来提高制冷能力。然而，这种热交换器的尺寸比钎焊式略大，因此安装时必须考虑维护空间。
图3.垫片式板式热交换器外观
图4.密封板式换热器结构
·特征
○虽然比钎焊型稍大，但考虑到热交换量，还是比较小的。
○可拆卸板子进行维护。
垫片材料可根据规格改变。
③ 壳管式换热器
·工作原理和结构
管壳式热交换器是管壳 (管体) 中的热交换器，如下图5和6所示。
为了获得相同的传热面积，与板式热交换器相比，尺寸较大。壳 (躯干) 具有更宽的流径，而管 (传热管) 具有多个分支，因此可以为流体设计较小的压力损失，并支持高粘度流体。因此，也用于处理高粘度油的油压相关机器和化工厂等。
适用于低温至高温、低压至高压以及加热、冷却、蒸发、冷凝等所有用途。
构造简单且可分解 (因机种而异)，保养也很简单。
图5.壳管式外观
图6.壳管式换热器结构
·特征
○与板式相比，尺寸较大。
○可减少流体的压力损失，也可对应高粘度流体。
○可拆卸、保养。
○可将耐压压力设计得较高。
④ 投入式换热器
·工作原理和结构
一种通过将管状或板状热交换器浸入冷却目标液体罐来冷却的方法。优点是不需要冷却目标液体的循环回路，但是为了提高冷却效率，需要诸如安装冷却目标搅拌器的措施。
图7.管状类型 (1)
图8.管状类型 (2)
图9.板型
·特征
○部署相对容易。
○可配合水箱尺寸及形状，设计形状及导热面积。
○为了提高传热效率，需要搅拌机等设备。
○搅拌情况难以定量化，因此交换热量难以预测。
○冷却水温度低时可能会发生结露，混入冷却对象液体。
⑤ 套筒
·工作原理和结构
如图11所示，内槽和夹套部分为双层构造的水箱，可以对放入内槽的内容物进行冷却、加温、保温。通过在套管部循环冷却水和温水，对放入内槽的原材料进行温控。
一般为不锈钢制，容易清洁，因此多用于食品、医药品的制造工序。与循环式热交换器相比，传热面积小，容易发生温度不均，在这种情况下，应使用搅拌机搅拌内槽，以提高传热效率，使槽内温度均匀。
图10.夹套罐外观
图11.套管箱结构
·特征
○因为容易清扫，所以也适合卫生用品使用。
○为了提高传热效率，需要搅拌机等设备。
○搅拌情况难以定量化，因此交换热量难以预测。
上一条：2-1.空冷式热交换器（液-气）
下一项：2-3. 冷水机组直接冷却
