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【摘 要】随着人们生活水平的提高，人们对暖通空调系统要求也随之提高，换热器被广泛应用在暖通空调工程中，在实际运行过程中，为了实现换热器的高效益、低能耗，本文通过实验进行了分析研究，对换热器在暖通空调工程中节能作用进行了论述。
【关键词】换热器；暖通空调工程；运行；节能
1 暖通空调工程中易出现的问题
1.1 采暖设备的入户入口问题
在采暖系统中各项设备的运行状况有着充分的掌控，需要加装的检测设备有：压力表、热量计、温度计和相应的除污设备等。但是在实际的工程设计中，往往有一些采暖通风空调工程设计人员在设计中忽略了这一问题，而将注意力集中在了对于热力设备的入户安装上，从而造成入口监测装置的缺失，这对于后期设备运行状况的监控有着非常重大的影响。同时在进行图纸设计时，有些设计人员在工程建设中的图纸上对标准图集号进行了明确的标注，而有些图纸上则并未对标准图集号进行标注，采暖通风空调工程设计人员需要做到图纸的规范化。在注意到以上问题的基础上还需要注意在入口的供水管道上加装相应的两级过滤，去除水中的杂质。同时在热力管道最终进入用户之前，需要在热力管的支路上加装泄水旋塞，以应对其中出现的堵塞问题，例如：在某一小区的采暖中，在使用一段时间后用户普遍反映家中散热器供暖效果不强，经分析怀疑为供暖主管路堵塞，后对管道进行拆开后发现，管道中堆积了大量的细砂粒，虽然在管道中加装了过滤器，但是其过滤网孔径超过了国家的规定，从而造成采暖出现堵塞，而后在安装了泄水阀将杂质排出后恢复正常。在设计采暖通风空调工程时，常常会出现入口数量方面的设计未能有一个统一的标准，不同的开发商出于成本和管理的需要，对于入口数量规定也不通过，有的是按一栋楼一个入口，而有的则是按照一个单元一个入口，但是不论在以上哪种情况下，设计人员需要在考虑室内供暖的同时需要兼顾室外管线的衔接，并且，设计人员需要在图纸上对相关参数进行明确标注，但是在实际中发现，很多时候设计人员往往只对总热负荷进行标准，而忽略了入口管径、耗热量以及其他一些参数。
1.2 换热器的安装问题
在对采暖通风空调工程进行设计时，设计人员除了需要对以上工程中的详细参数进行标准外还需要对换热器的安装方式以及安装位置等进行标注，从而确定最优的供暖效率，例如：在一些建筑内暖气换热速率较快的地方需要在换热器中对独立的立支管进行安装，同时还需要对调节阀的安装于设计引起足够的重视。通常在高层建筑的采暖通风空调工程设计中，多采用共用立管系统，从而在对其进行设计的过程中需要根据实际情况对供暖系统与共用立管进行相应的分区设置。
2实验方法及实验数据处理
2.1 实验方法以及实验数据的采集
对套管式、板式以及列管式换热器进行了实验分析，通过模拟热力站对换热器的换热过程进行了实验，并记录了一系列的数据。热力站如下图表示（图1）：
如图 1 所示：1是冷水泵；2是冷水箱；3是冷水浮子流量计；4是冷水顺逆流换向阀门组；5是列管式换热器；6是电加热水箱；7是热水浮子流量计；8是回水箱；9是热水泵；10是板式换热器；11套管式换热器。
在该实验中，全部换热器都采用同一种换热方式，即水—水换热，热水泵会从回水箱中抽出水后送到电加热器内加热，当水被加热到设定的温度值时，就会被送往三个换热器中与冷水进行换热，换热完成后冷水会回流到回水箱中。冷水参与换热过程的步骤也与热水一样，首先冷水会被冷水泵从冷水箱中抽取出来送到三个换热器中参与换热，换热完成后即会流回到冷水箱之中。在该实验中，热水和冷水的顺流和逆流依靠阀门租来完成，该实验笔者采用的是逆向流换热。实验原理如下图（图 2）：
2.2 关于实验数据的处理
在实验中，笔者分别采集到了三种换热器进、出口温度，冷、热水流量及其压降的数据资料，为后续计算提供了依据。假设用 Q 代表换热器平均换热量；用 Q1、Q2 代表热水的放热量以冷水的吸热量；用 M1、 M2 代表热水流量和冷水的流量；用 cp1、cp2 代表热水的定压比热以及冷水的定压比热；用 T1、T2 代表热水在换热器进口和出口的温度值；用 t1、t2 代表冷水在换热器进口和出口的温度值；用 K 代表传热系数；用 F 代表换热器的换热面积；用△t 代表换热器的平均温度差，那么我们可以得到以下公式：换热器的换热量采用公式：①Q1=M1cp1（T2-T1）；
②Q2=M2cp2（t2-t1）
换热器平均换热量公式：③Q=（Q1+Q2）/ 2
换热器的传热系数公式：④K=Q/（F·△tm）
逆向流换热计算公式：⑤△tm=（△T2-△T1）/In（△T2/△T1在公式⑤中，ΔT1=T1- t2， ΔT2=T2- t1
具体来讲，三个换热器是并联的，它们都采用了保温性能好的聚苯乙烯硬脂塑料。在换热过程中，以冷热不同的水为介质：
（1）热水从回水装置里吸起，并运到加热器里，使得温度能够达到预定的值；
（2）将同温度热水输送到三个不同类型的换热器里面：
（3）热水和冷水会发生热量交换，然后回到回水装置。冷水是通过冷水泵抽出来的，然后再输送到换热器内，在和热水发生热量交换后，再回到冷水箱。
电加热器选取数字化的温控装置对水温进行管控。在换热器的出入口位置，安装了铜一康铜热电偶分别对冷水、热水的温度及时记录，并安装数字化巡检仪把收集到的水温显示出来。w另外，在水泵的出入口上安有“U”型测压计与测压表，用来测算换热器的管网在流量变化时形成的阻力损耗。应注意的是，对于水的流量调整变化值应该控制在50升/小时。这样，便能得到一系列的与流量相关的温度、压差数据。
3实验结果分析
3.1对实验数据的整理与分析 实验结束后，实验组结合实验数据，通过运用专业公式，得出了换热器的平均换热量与传热系数，并制成表格便于直观观察。通过对实验中
（1）热水流量恒定，调节冷水流量，
（2）冷水流量恒定，调节热水流量这两组数据的整理、分析.
可以得出结论：3种换热器上均存在相似的变化规律。具体来说，实验可知：3种换热器的传热系数与平均换热量与流量变化成正比。尤其是板式、套管式换热器的数据更为明显、典型。L别结合相关实践经验与科学结论可知出现上述结论的主要原因如下：伴随流量的增加，流体雷诺数呈现大幅增长，水中的涡体增多，内部运动加剧，进而使得能够阻止热传递的层流底层愈来愈薄，并最终被破坏，所以传热会越发明显。
3.2探析流量和换热器阻力间的关系
实验中，因为水的流量增加时，流速也会随之提高。多数实验证明，流动的阻力变化情况与水的流速状况成正比逐增。实验装置中的水流变化，会影响传热效果，并导致换热器的阻力增减。
4换热器在暖通空调工程中的节能
在实际的生产实践当中，针对投入生产一段时间的换热器来说，很大一部分是因为它自身的器械构造是相对确定的，因此，如果要实现设备的换热效率得到明显提升，需要特别重视对于不同温度的流媒介流量的管控，并且兼顾到流量加大时，能使水泵作功耗能变多的部分。这样来看，最佳的运行流量也就是上述二部分的协调一致。
暖通空调工程实际运营时，必须在换热装置运行的最初阶段，开展科学系统的数据测研项目，在模拟化的环境求得最佳运行流量，以这一流量数值作为控制点，以确保工程装置的可持续性高效运行。另外，因为换热器的长时间使用，可能使设备由于沉积性物质过多等而导热功能降低。有鉴于此，在实际生产中应该尽量保证对装置进行常规化测验，有助于及时有效的管控、运行。
结束语
本文通过借助供热设备中的水一水换热装置，进行了模拟化试验，并且分析、整理了具体的实验数据，用以有效说明在暖通空调工程中换热器的运行节能作用。对于暖通空调工程中的其它装置设备来说，形式各异的冷、热媒热量传递，大都同属于流体之间的热量传递，所以本文的探讨在整体上有一定的代表性，举一反三，由此可以了解到其它装置的类似规律。
参考文献：
[1]方武.换热器在暖通空调工程中运行节能的探讨[J].建筑热能通风空调.2010.3（5）：23-25.
[2]王国栋，蒋凌波，贺岩峰。强化传热及其工程应用突进探讨[J].工业技术经济，2010.G（12）：46-49.
【关键词】换热器；暖通空调工程；运行；节能
1 暖通空调工程中易出现的问题
1.1 采暖设备的入户入口问题
在采暖系统中各项设备的运行状况有着充分的掌控，需要加装的检测设备有：压力表、热量计、温度计和相应的除污设备等。但是在实际的工程设计中，往往有一些采暖通风空调工程设计人员在设计中忽略了这一问题，而将注意力集中在了对于热力设备的入户安装上，从而造成入口监测装置的缺失，这对于后期设备运行状况的监控有着非常重大的影响。同时在进行图纸设计时，有些设计人员在工程建设中的图纸上对标准图集号进行了明确的标注，而有些图纸上则并未对标准图集号进行标注，采暖通风空调工程设计人员需要做到图纸的规范化。在注意到以上问题的基础上还需要注意在入口的供水管道上加装相应的两级过滤，去除水中的杂质。同时在热力管道最终进入用户之前，需要在热力管的支路上加装泄水旋塞，以应对其中出现的堵塞问题，例如：在某一小区的采暖中，在使用一段时间后用户普遍反映家中散热器供暖效果不强，经分析怀疑为供暖主管路堵塞，后对管道进行拆开后发现，管道中堆积了大量的细砂粒，虽然在管道中加装了过滤器，但是其过滤网孔径超过了国家的规定，从而造成采暖出现堵塞，而后在安装了泄水阀将杂质排出后恢复正常。在设计采暖通风空调工程时，常常会出现入口数量方面的设计未能有一个统一的标准，不同的开发商出于成本和管理的需要，对于入口数量规定也不通过，有的是按一栋楼一个入口，而有的则是按照一个单元一个入口，但是不论在以上哪种情况下，设计人员需要在考虑室内供暖的同时需要兼顾室外管线的衔接，并且，设计人员需要在图纸上对相关参数进行明确标注，但是在实际中发现，很多时候设计人员往往只对总热负荷进行标准，而忽略了入口管径、耗热量以及其他一些参数。
1.2 换热器的安装问题
在对采暖通风空调工程进行设计时，设计人员除了需要对以上工程中的详细参数进行标准外还需要对换热器的安装方式以及安装位置等进行标注，从而确定最优的供暖效率，例如：在一些建筑内暖气换热速率较快的地方需要在换热器中对独立的立支管进行安装，同时还需要对调节阀的安装于设计引起足够的重视。通常在高层建筑的采暖通风空调工程设计中，多采用共用立管系统，从而在对其进行设计的过程中需要根据实际情况对供暖系统与共用立管进行相应的分区设置。
2实验方法及实验数据处理
2.1 实验方法以及实验数据的采集
对套管式、板式以及列管式换热器进行了实验分析，通过模拟热力站对换热器的换热过程进行了实验，并记录了一系列的数据。热力站如下图表示（图1）：
如图 1 所示：1是冷水泵；2是冷水箱；3是冷水浮子流量计；4是冷水顺逆流换向阀门组；5是列管式换热器；6是电加热水箱；7是热水浮子流量计；8是回水箱；9是热水泵；10是板式换热器；11套管式换热器。
在该实验中，全部换热器都采用同一种换热方式，即水—水换热，热水泵会从回水箱中抽出水后送到电加热器内加热，当水被加热到设定的温度值时，就会被送往三个换热器中与冷水进行换热，换热完成后冷水会回流到回水箱中。冷水参与换热过程的步骤也与热水一样，首先冷水会被冷水泵从冷水箱中抽取出来送到三个换热器中参与换热，换热完成后即会流回到冷水箱之中。在该实验中，热水和冷水的顺流和逆流依靠阀门租来完成，该实验笔者采用的是逆向流换热。实验原理如下图（图 2）：
2.2 关于实验数据的处理
在实验中，笔者分别采集到了三种换热器进、出口温度，冷、热水流量及其压降的数据资料，为后续计算提供了依据。假设用 Q 代表换热器平均换热量；用 Q1、Q2 代表热水的放热量以冷水的吸热量；用 M1、 M2 代表热水流量和冷水的流量；用 cp1、cp2 代表热水的定压比热以及冷水的定压比热；用 T1、T2 代表热水在换热器进口和出口的温度值；用 t1、t2 代表冷水在换热器进口和出口的温度值；用 K 代表传热系数；用 F 代表换热器的换热面积；用△t 代表换热器的平均温度差，那么我们可以得到以下公式：换热器的换热量采用公式：①Q1=M1cp1（T2-T1）；
②Q2=M2cp2（t2-t1）
换热器平均换热量公式：③Q=（Q1+Q2）/ 2
换热器的传热系数公式：④K=Q/（F·△tm）
逆向流换热计算公式：⑤△tm=（△T2-△T1）/In（△T2/△T1在公式⑤中，ΔT1=T1- t2， ΔT2=T2- t1
具体来讲，三个换热器是并联的，它们都采用了保温性能好的聚苯乙烯硬脂塑料。在换热过程中，以冷热不同的水为介质：
（1）热水从回水装置里吸起，并运到加热器里，使得温度能够达到预定的值；
（2）将同温度热水输送到三个不同类型的换热器里面：
（3）热水和冷水会发生热量交换，然后回到回水装置。冷水是通过冷水泵抽出来的，然后再输送到换热器内，在和热水发生热量交换后，再回到冷水箱。
电加热器选取数字化的温控装置对水温进行管控。在换热器的出入口位置，安装了铜一康铜热电偶分别对冷水、热水的温度及时记录，并安装数字化巡检仪把收集到的水温显示出来。w另外，在水泵的出入口上安有“U”型测压计与测压表，用来测算换热器的管网在流量变化时形成的阻力损耗。应注意的是，对于水的流量调整变化值应该控制在50升/小时。这样，便能得到一系列的与流量相关的温度、压差数据。
3实验结果分析
3.1对实验数据的整理与分析 实验结束后，实验组结合实验数据，通过运用专业公式，得出了换热器的平均换热量与传热系数，并制成表格便于直观观察。通过对实验中
（1）热水流量恒定，调节冷水流量，
（2）冷水流量恒定，调节热水流量这两组数据的整理、分析.
可以得出结论：3种换热器上均存在相似的变化规律。具体来说，实验可知：3种换热器的传热系数与平均换热量与流量变化成正比。尤其是板式、套管式换热器的数据更为明显、典型。L别结合相关实践经验与科学结论可知出现上述结论的主要原因如下：伴随流量的增加，流体雷诺数呈现大幅增长，水中的涡体增多，内部运动加剧，进而使得能够阻止热传递的层流底层愈来愈薄，并最终被破坏，所以传热会越发明显。
3.2探析流量和换热器阻力间的关系
实验中，因为水的流量增加时，流速也会随之提高。多数实验证明，流动的阻力变化情况与水的流速状况成正比逐增。实验装置中的水流变化，会影响传热效果，并导致换热器的阻力增减。
4换热器在暖通空调工程中的节能
在实际的生产实践当中，针对投入生产一段时间的换热器来说，很大一部分是因为它自身的器械构造是相对确定的，因此，如果要实现设备的换热效率得到明显提升，需要特别重视对于不同温度的流媒介流量的管控，并且兼顾到流量加大时，能使水泵作功耗能变多的部分。这样来看，最佳的运行流量也就是上述二部分的协调一致。
暖通空调工程实际运营时，必须在换热装置运行的最初阶段，开展科学系统的数据测研项目，在模拟化的环境求得最佳运行流量，以这一流量数值作为控制点，以确保工程装置的可持续性高效运行。另外，因为换热器的长时间使用，可能使设备由于沉积性物质过多等而导热功能降低。有鉴于此，在实际生产中应该尽量保证对装置进行常规化测验，有助于及时有效的管控、运行。
结束语
本文通过借助供热设备中的水一水换热装置，进行了模拟化试验，并且分析、整理了具体的实验数据，用以有效说明在暖通空调工程中换热器的运行节能作用。对于暖通空调工程中的其它装置设备来说，形式各异的冷、热媒热量传递，大都同属于流体之间的热量传递，所以本文的探讨在整体上有一定的代表性，举一反三，由此可以了解到其它装置的类似规律。
参考文献：
[1]方武.换热器在暖通空调工程中运行节能的探讨[J].建筑热能通风空调.2010.3（5）：23-25.
[2]王国栋，蒋凌波，贺岩峰。强化传热及其工程应用突进探讨[J].工业技术经济，2010.G（12）：46-49.