換熱器（Heat Exchanger）是一種實現兩種或多種流體之間熱量傳遞的設備，通過冷熱流體的熱量交換，達到加熱、冷卻、冷凝、蒸發等工藝目的，廣泛應用于化工、石油、能源、食品、制藥、制冷等工業領域，是工業生產中能量利用與節能的核心設備之一。
換熱器的分類方式多樣，常見的按傳熱原理和結構形式分類如下：
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間壁式換熱器
冷熱流體被固體壁面（如管壁、板片）分隔，不直接接觸，通過壁面傳遞熱量，是工業中最常用的類型。
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特點：結構簡單、操作安全，適用于不同性質（如腐蝕性、毒性）流體的換熱。
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舉例：列管換熱器、板式換熱器、套管換熱器等。
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混合式換熱器
冷熱流體直接接觸、混合并完成熱量交換，同時可能伴隨質量交換（如相變）。
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特點：傳熱效率極高（接近 100%），但要求流體混合后不產生有害反應且易于分離。
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舉例：冷卻塔（冷卻水與空氣直接接觸散熱）、噴射式冷凝器（蒸汽與冷卻水混合冷凝）。
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蓄熱式換熱器（回熱器）
利用固體蓄熱體（如陶瓷、金屬填料）交替吸收和釋放熱量：先讓高溫流體加熱蓄熱體，再讓低溫流體流過蓄熱體被加熱。
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特點：結構緊湊，適用于高溫（如冶金、燃氣輪機排氣余熱回收）、大流量工況，但存在冷熱流體少量混合的風險。
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舉例：冶金行業的高爐熱風爐、燃氣輪機的回熱器。
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管式換熱器
以管子作為傳熱元件，通過管壁實現換熱，適用范圍廣（高溫、高壓、大流量）。
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列管換熱器：見前文詳細介紹，由管束、殼體、管板等組成，是工業中最常用的換熱器。
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套管換熱器：由兩根同心套管組成，內管走一種流體，環隙走另一種流體，可串聯多組增加換熱面積，適用于小流量、高粘度流體。
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蛇管換熱器：換熱管彎成蛇形，浸沒在容器內的流體中（如反應釜夾套），結構簡單但傳熱效率較低，適用于實驗室或小規模生產。
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板式換熱器
由多塊金屬薄板（通常為不銹鋼、鈦合金）疊加而成，板片表面有波紋或凹槽，形成流體通道，冷熱流體在板片兩側逆流流動。
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特點：傳熱效率高（比列管換熱器高 30%-50%）、體積小、易拆卸清洗，但耐溫耐壓較低（通常溫度≤200℃，壓力≤2MPa）。
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應用：食品、醫藥（衛生級要求）、空調制冷等行業的加熱或冷卻。
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翅片式換熱器
在管子或板片表面加裝翅片（金屬薄片），通過增大傳熱面積強化換熱，適用于氣體（導熱系數低）與液體的換熱。
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分類：管翅式（翅片纏繞在管外，如汽車散熱器）、板翅式（由隔板、翅片、封條組成，結構緊湊，用于航空航天、低溫工程）。
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特點：傳熱面積大（翅片可使單位體積換熱面積達 1000-2500 m2/m3），但易堵塞，不適用于含顆粒或粘性流體。
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螺旋板式換熱器
由兩張金屬板卷成螺旋狀，形成兩個螺旋通道，冷熱流體在通道內逆流流動，通過板壁換熱。
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特點：傳熱效率高（逆流換熱 + 湍流強化）、結構緊湊，適用于高粘度流體或含少量顆粒的介質，但維修困難，耐壓較低（≤2MPa）。
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傳熱系數（K）
衡量換熱器傳熱效率的關鍵指標，單位為 W/(m2?K)，表示單位面積、單位溫差下的傳熱量。K 值越大，傳熱效率越高，受流體性質（導熱系數、粘度）、流速、傳熱面狀態（結垢會降低 K 值）影響。
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示例：水 - 水換熱的板式換熱器 K 值約 1500-4000 W/(m2?K)，列管換熱器約 800-2000 W/(m2?K)。
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換熱面積（A）
參與傳熱的總表面積（如管壁、板片的接觸面積），是設計換熱器的核心參數，需根據熱量交換量（Q=K×A×Δt?，Δt?為平均溫差）計算。
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壓力降（ΔP）
流體通過換熱器的壓力損失，與流速、通道結構（如翅片、折流板）相關。壓力降過大會增加泵或風機的能耗，設計時需平衡傳熱效率與壓力降。
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耐溫耐壓性能
由材質（碳鋼、不銹鋼、鈦合金等）和結構強度決定，如列管換熱器可承受高溫（≤1000℃）、高壓（≤30MPa），而板式換熱器通常適用于中低溫低壓。
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應用場景：
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能源領域：余熱回收（如工業窯爐尾氣熱量回收）、太陽能集熱
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