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换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备,是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体,使流体温度达到流程规定的指标,以满足工艺条件的需要,同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
产品分类:换热器种类繁多,适用于不同温度、不同压力、不同介质、不同工况的换热器结构和形式的换热器产品千差万别。按是否为压力容器,换热器可分为换热压力容器和非压力容器换热器两大类;按照传热表面的形状和结构特点分类,换热器可以分为管型换热器、板型换热器和其它形式换热器三大类;按换热机理不同可分为水冷设备、空冷器和蒸发式冷却设备。此外,还有按照传热过程、所用材料、用途、传热面的紧凑程度、流程情况、流体的相态等分类方式。
换热器产品分类及技术特征
分类方法 |
产品类型及技术特征 |
按是否属于压力容器分类 |
(1)换热压力容器(管壳式、螺旋板式、板壳式):受国家质检总局锅炉压力容器制造许可和监督管理 |
(2)非压力容器换热器(板式、空冷式、板翅式):可在全国锅炉压力容器标准化技术委员会热交换器分委员会进行产品安全注册 |
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按传热表面结构特点分类 |
(1)管型(管壳式、套管式、蛇管式):
承压能力高,成本较低 |
(2)板型(板式、螺旋板式、板翅式、板壳式):结构紧凑、传热效果好 |
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(3)其它形式 |
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按传热过程分类 |
(1)间壁式(表面式):参与换热的两流体互不相溶混 |
(2)直接接触式(混合式):用于参与换热的两种流体互相溶混,或允许两者之间有物质扩散、机械夹带的场合 |
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(3)蓄热式(周期流动式):用于从高温炉气中回收热量以预热空气或将气体加热至高温,换热过程分两个阶段进行 |
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按所用材料分类 |
(1)金属材料:碳素钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金、铜及铜合金、铝及铝合金等 |
(2)非金属材料:石墨、陶瓷、塑料、玻璃 |
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按用途分类 |
(1)加热器:用以加热流体 |
(2)冷却器:用以冷却流体,通常用水或空气为冷却剂 |
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(3)蒸发器:将液体转变为气体 |
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(4)冷凝器:把气体或蒸气冷凝成液体按传热表面紧 |
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按表面紧凑性分类 |
(1)紧凑式:传热面积密度≥700m2/m3 |
(2)非紧凑式:传热面积密度≤700m2/m3 |
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按流程分类 |
(1)单流程:顺流、逆流及交叉流 |
(2)多流程:扩展表面式(逆流交叉流和顺流交叉流) |
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按流体相态和传热机理分类 |
(1) 传热表面两侧无相变对流换热 |
(2) 传热表面一侧为无相变对流换热,另一侧为相变对流换热 |
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(3) 传热表面两侧有相变对流换热 |
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(4) 对流和辐射的复合换热 |
按是否属于压力容器分类,分为换热压力容器与非压力容器换热器。其中换热压力容器受国家质检总局锅炉压力容器制造许可和监督管理,主要有管壳式、螺旋板式、板壳式等具体类型;非压力容器换热器可在全国锅炉压力容器标准化技术委员会热交换器分委员会进行产品安全注册,主要有板式、空冷式、板翅式等类型。
行业产品现状:按照产值计算,换热压力容器约占换热器行业的60%,非压力容器换热器约占40%的产值。其中,在换热压力容器中,管壳式换热器又占90%左右的产值;在非压力容器换热器中,板式换热器占据了70%左右产值,空冷式换热器和板翅式换热器分别占15%左右的产值。整体来看,目前管壳式换热器使用量最大,在换热器总份额的比例为54%。
(1)技术壁垒:换热器是整个散热系统的关键部件,质量要求较高。换热器的工作效率关系到部分关键设备是否可以维持正常工况,保持稳定的工作状态,换热器的损坏轻则会使设备产生故障,不能正常运作,重则会导致设备的损毁。因此,换热器设计和制造水平是下游厂商选择换热器供应商的重要依据之一。
(2)规模壁垒:换热器生产具有典型的制造业特征,规模经济效应较为明显。中小换热器生产企业若不能达到一定的生产规模,一方面难以形成规模经济效应,另一方面则由于其无法满足大型厂商对于产量的需求而无法得到金额大的持续性订单,制约其进一步发展;大型换热器制造企业一旦形成较大的生产规模后,其换热器生产的边际成本逐步降低,而抗风险能力则相应上升,规模经济效应因此得以体现。
换热器生产所需的钎焊炉以及冲压、检测等装备均属于大型装备,价格比较昂贵,而且往往需要根据各厂商的实际需求进行订制,因此投资建立一个大型的换热器制造企业通常需要较大规模的资本投入,一般的中小企业往往很难承担。
市场现状:据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国换热器市场专项调研及投资前景可行性预测报告》统计数据显示:中国、俄罗斯、巴西、印度和东南亚换热器市场是最近几年增长较快的几个国家和地区。中国、巴西、印度近年来的工业经济发展速度较快,对换热器设备的需求量较大。俄罗斯地处高纬度地区,军工、重化工产业发达,对集中供热用换热器和工业用换热器市场需求巨大,东南亚国家近年来经济发展迅速,大规模的能源电力等基础建设对换热器产品的需求也出现较大的增长。“金砖四国”约占全球换热器市场近30%的份额。由于这些国家和地区未来的经济发展增速较快,未来仍会是换热器行业的主要增量市场,预计2020年中国换热器市场规模达到1300亿元。
2010-2020年中国换热器市场规模现状及预测
数据统计:中金企信国际咨询