換熱器作為一種常見的傳統設備，其核心構造特征在于一個圓形殼體內裝配了眾多用于熱交換的小型管道。其作用是通過管子和殼體之間的熱交換來傳遞熱量。其中，不銹鋼換熱器和銅管換熱器無疑是兩位主角，它們各自以的材質特性，發揮著重要的作用。不過，今天的主角是殼管式銅管換熱器。

‌一、工作原理與結構特點‌

殼管式銅管換熱器，作為管殼式換熱器的一種，其基本構造是在圓形的殼體內加裝了眾多熱交換用的小銅管。該設計允許熱流體與冷流體分別在管束與殼體中流動，依靠管壁完成熱量的交換和傳遞過程。

通常，熱流體在管子內部流動，而冷流體則在管子外部的殼體內部流動，但具體流向還需根據設計和所需的熱交換效果來確定。熱量通過管壁從熱流體傳遞到冷流體，形成溫度梯度。為了提高熱交換效率，殼體內部通常裝有折流板，這些折流板能夠迫使冷流體在殼體內部多次改變流動方向，增加湍流，從而提高傳熱效率。

由于熱膨脹，管束和殼體可能會產生不同的膨脹程度。因此，這種換熱器通常設計有膨脹節或浮頭，以允許管束在熱膨脹時自由移動，減少熱應力對設備的影響。

‌二、銅管換熱器的優勢‌

銅管換熱器的核心優勢在于其材質特性。銅管主要由純銅或含銅合金制成，具有良好的導熱性能和耐腐蝕性，因此在制冷、空調以及暖通系統領域得到了廣泛應用。相比于不銹鋼管，銅管在導熱性和成本效益上具有優勢。不銹鋼管雖然在強度、耐高溫和耐高壓方面更為出色，適合于高壓、高溫及腐蝕性強的流體系統，但銅管換熱器在特定工藝場景下的需求更為匹配。

‌三、技術要求與工藝要求‌

在設計制造銅管換熱器時，必須仔細計算壓力降，以確保系統運行時的能耗優化。過大的壓力降會增加動力消耗，可能影響系統的穩定性和效率。為了實現更佳的流體分布和熱交換效果，需要根據流體的特性和換熱需求，優化管內和管外的空間布局。銅管的優良導熱性和耐腐蝕性使其成為理想選擇，但不同類型的銅合金性能各異，因此需要根據具體應用環境選擇合適材料。

在工藝要求上，折流板的設計是核心，它通過改變殼程流體的流向、提升流速和湍流程度，提高傳熱效率。一個精心設計的折流板布局可以顯著提高換熱器的傳熱能力。同時，膨脹節和浮頭的應用確保了換熱器在溫度波動時能夠自由膨脹和收縮，減少熱應力的影響，有效延長設備的使用壽命。此外，設計過程中還應充分考慮清洗通道的便利性以及維護操作的便捷性，這將影響降低長期維護成本和時間投入。

四、換熱器管束材質選擇

在壓力容器設計制造中，換熱器管束的材質選擇，碳鋼、銅管和不銹鋼是三種常見的低溫管束材質，各具特色。

碳鋼管束硬度高、成本低，適合耐腐蝕要求不高的場合。銅管管束導熱性好、耐腐蝕，廣泛用于制冷、化工等領域。不銹鋼管束耐腐蝕性和強度，適用于嚴苛環境，尤其在石油化工和核電站中扮演關鍵角色。選擇合適的管束材質，需根據具體應用環境和需求進行綜合考慮。