Heat exchanger · sizing
换热器面积与换热量计算器
选型先算热负荷，再算推动力。热量靠流量 × 比热 × 温差得出， 面积则取决于对数平均温差和传热系数——顺流与逆流能差出三成面积。
换热参数
逆流温度 – 位置曲线
逆流
热流体
冷流体
传热温差
换热量 Q
—kW
—
对数平均温差
—K
—
所需换热面积
—m²
—
选型核算
—- 端部温差 ΔT₁ / ΔT₂—
- 有效温差 F·ΔTm—
- 含余量面积—
- 估算管数—
- 管内流速—
- 冷侧出口温度—
管数与流速按壁厚 2 mm、水密度 1000 kg/m³ 估算，仅作布置初判。
流型对比：同样的热量，面积差多少
同一组温度与流量，只改流型，推动力就变，面积跟着变。逆流推动力最大，顺流最小，1-2 壳程介于两者之间。
| 流型 | ΔT₁ | ΔT₂ | LMTD | 修正 F | 有效温差 | 所需面积 |
|---|
面积按当前 K 与热负荷计算，未含余量。F 为 1-2 壳程按 R、P 计算的温差修正系数。
换热量与面积怎么算
热负荷由能量守恒得到，面积由传热方程得到。两步之间唯一的难点是推动力——温差沿程在变，要用对数平均。
1. 热负荷 Q
用任一侧的流量、比热与温差都能算出同一个 Q。两侧都填时，可以互相校核是否平衡。
Q = m · cp · ΔT ÷ 3600 (kW)
m 单位 kg/h，cp 单位 kJ/(kg·K)
2. 对数平均温差
逆流取两端温差为「热进—冷出」与「热出—冷进」；顺流则取「热进—冷进」与「热出—冷出」。
ΔTm = (ΔT₁ − ΔT₂) ÷ ln(ΔT₁/ΔT₂)
ΔT₁ ≈ ΔT₂ 时取 ΔTm = ΔT₁
3. 面积
传热方程 Q = K·A·ΔTm。壳程或多管程要用 F 修正，F 越低说明偏离逆流越远。
A = Q × 1000 ÷ (K · ΔTm · F)
K：W/(m²·K)，A：m²
4. 管数与流速
面积定了还要能布得下。管数由面积除以单管外表面积得到，流速用来判断是否结垢或压降过大。
n = A ÷ (π · d外 · L)
u = 4·V ÷ (n · π · d内²)
四个决定面积的关键点
逆流不是可选项
同样工况，顺流的有效温差可能只有逆流的六成，面积要多一半。除非有特殊工艺要求，换热器都应按逆流布置。
端部温差要留够
冷端温差小于 5 K 时，面积会急剧增大且容易温度交叉。工程上通常控制冷端温差 ≥ 5–10 K。
K 值别拍脑袋
水—水板式 3000–5000，管壳式 800–1500，油—水 200–500，水—空气 30–60。取错 K，面积能差一个数量级。
余量要给在面积上
结垢热阻会让 K 逐年下降。按清洁工况算出的面积再留 10%–25%，比事后加设备便宜得多。
常见问题
为什么顺流需要的面积更大？
顺流时两股流体从同一端进入，热端温差大、冷端温差小，平均推动力被冷端拖低；逆流时热流体出口正对冷流体进口，两端温差接近，平均推动力最大。所以同工况下顺流面积通常要增加 20%–60%。
F 修正系数是什么？
管壳式或多管程换热器中，流体并非纯逆流，实际平均温差小于纯逆流的 LMTD。F 就是实际温差与逆流 LMTD 的比值，1-2 壳程一般在 0.8–0.95；F 低于 0.75 时通常建议改为多壳程或串联。
冷侧出口温度是怎么得到的？
由热平衡反算：冷侧吸收的热量等于热侧放出的热量，所以 ΔT冷 = Q×3600/(m冷×cp冷)。本页按你选择的计算基准自动填充另一侧的出口温度，避免两侧数据互相矛盾。
管内流速控制在多少？
水在管内的常用流速为 0.8–2.0 m/s：低于 0.5 m/s 易结垢与积气，高于 2.5 m/s 压降与冲蚀明显增加。气体可取 8–20 m/s，油类取 0.5–1.5 m/s。
算出的面积能直接下单吗？
可以作为初选依据，但正式选型还要考虑结垢热阻、管程与壳程压降、材质与腐蚀余量、以及厂家标准型号的系列化。建议把本页结果作为询价时的技术要求，由厂家做详细热力计算。