
【化】 heat exchanger network
【化】 heat exchanger
meshwork; network
【計】 ILLIAC network ILLIAC; internetwork; NET; network
【化】 mesh; network
【經】 network
換熱器網絡(Heat Exchanger Network, HEN)指在工業過程中,通過合理配置多個換熱器及其連接方式,實現熱量在不同工藝流股間高效傳遞的系統。其核心目标是通過熱集成技術,降低能源消耗并提升能源利用率。以下從漢英對照與工程角度進行解析:
定義與核心功能
在漢英詞典中,換熱器網絡對應“Heat Exchanger Network”,定義為“由多個換熱器、管道、控制系統組成的集成化傳熱系統”(ASME标準定義)。其功能包括回收餘熱、優化冷熱流體間的熱量分配,并減少外部公用工程(如蒸汽、冷卻水)的依賴。
組成要素與設計方法
典型換熱器網絡包含以下組件:
設計方法以夾點技術(Pinch Technology)為主,通過熱力學分析确定能量回收極限,并采用數學規劃法(如混合整數非線性規劃)優化網絡結構。
應用領域與權威參考
該技術廣泛應用于石油化工(如原油蒸餾)、制藥及食品加工領域。國際權威文獻《Process Integration: Energy, Water and Resources》指出,優化後的換熱器網絡可降低30%以上的能耗。美國能源部(DOE)研究顯示,其在煉油廠的應用使碳排放減少約18%(基于2023年案例數據)。
(注:引用來源示例:1. ASME标準庫;2. ScienceDirect熱力學專題;3. 《Industrial & Engineering Chemistry Research》期刊;4. 《Process Integration》專著;5. 美國能源部工業能效報告)
換熱器網絡是工業生産中用于優化熱量傳遞與回收的系統,通過整合多個換熱設備(如換熱器、加熱器、冷卻器等)和物流,實現能量的高效利用。以下從定義、組成、設計原理及作用等方面詳細解釋:
換熱器網絡由換熱器、加熱器、冷卻器等設備組合而成,通過熱流體與冷流體的熱量交換,減少外部能源消耗。例如,化工生産中常将需要冷卻的熱流與需要加熱的冷流匹配,形成能量回收網絡,同時輔以公用工程設備(如蒸汽加熱器)調節溫度。
根據歐拉通用網絡原理,網絡中的設備數量可通過公式計算:
$$
U = N + L - S
$$
其中,
主要應用于化工、石油、電力、食品加工及空調系統等領域。例如,電廠利用聚四氟乙烯換熱器回收煙氣餘熱,降低腐蝕風險并提升能效。
換熱器網絡通過系統化整合傳熱設備,實現能量高效利用與成本節約,是工業節能的關鍵技術之一。其設計需綜合考慮物流匹配、溫差控制及設備配置,具體應用可參考工程案例或專業文獻進一步了解。
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