半容积式热交换器的工作原理

半容积式热交换器（Semi-Storage Heat Exchanger）通过容积式蓄热+即热式换热的复合设计，兼顾高效传热与稳定供水，广泛应用于医院、酒店、学校等集中供热系统。以下从结构组成、工作模式、技术优势、应用场景四方面系统阐述其原理。

一、结构组成与功能分区

蓄热罐体材质：碳钢内衬不锈钢（厚度≥3mm）或全铜合金，承压能力≥1.6MPa。

功能：存储加热后的热水（蓄热容量为总需水量的20%-30%），平衡用水高峰与低谷的热量需求。

换热盘管类型：螺旋形紫铜管（外径Φ25-Φ32mm，壁厚≥1.2mm），表面镀镍防腐。

布局：双层盘管设计（内层为高温一次侧，外层为低温二次侧），实现逆流换热（温差利用率提高15%）。

智能控制系统传感器组：温度传感器（精度±0.5℃）：监测蓄热罐与盘管进出口水温。

压力传感器（精度±0.01MPa）：监控系统超压风险。

执行机构：电动调节阀（开度控制精度≤1%）、循环泵变频器（频率调节范围30-50Hz）。

二、双模式工作原理与动态调节

蓄热阶段（低谷电价期）流程：一次侧高温水（85-95℃）进入内层盘管，与蓄热罐内冷水（初始15℃）换热。

二次侧循环泵启动，将蓄热罐内水温提升至60℃（设定值）。

控制系统根据温度传感器反馈，动态调节一次侧阀门开度（开度50%-80%）。

效能：蓄热速度达12L/min·kW（比传统容积式提升40%），8小时内可完成3吨蓄热。

即热阶段（高峰用水期）流程：蓄热罐内60℃热水通过外层盘管与二次侧循环水（25℃）二次换热，输出55℃生活热水。

流量传感器检测用水量，当瞬时流量＞3m³/h时，启动一次侧辅助加热（补热功率10-20kW）。

压力传感器监测系统压力，超压时（＞1.4MPa）自动开启泄压阀。

优势：供水温度波动≤±2℃，满足医院手术室等高精度场景需求。