在全球能源转型与建筑节能的双重驱动下，暖通空调系统正从传统高耗能模式向智能化、低碳化方向升级。作为热力输配的核心，换热机组凭借其高效传热、智能调控与多能耦合能力，成为现代暖通系统能效跃升的关键。据统计，采用优化设计的换热机组可降低空调系统能耗30%~50%，减少占地面积40%~60%，并在区域供热、数据中心冷却、绿色建筑等领域展现出不可替代的价值。
一、工作原理
它的工作过程是一个复杂的热交换过程。具体来说，当热源侧的高温流体与用户侧的低温流体在换热器内部接触时，热量通过金属板片或管壳等传热元件进行传递。这些传热元件通常设计成具有较大的传热面积和优化的流体通道，以最大限度地提高热交换效率。同时，控制系统根据设定的温度、流量等参数，自动调节循环泵的运行频率、阀门的开度等，以保证供暖或制冷系统的稳定运行和热能的高效利用。
二、换热机组的技术特性与暖通需求适配
1、暖通空调系统的热力挑战
暖通空调系统需应对复杂的热力需求：
动态负荷：建筑内外温差、人员密度、设备散热等因素导致负荷波动。
多工况切换：制冷/制热模式转换、部分负荷运行、紧急备用等场景。
能效瓶颈：传统系统泵组电耗占整体能耗的25%~40%，水力失衡导致额外损失15%~30%。
2、技术响应
现代换热机组通过模块化集成与智能控制，精准匹配暖通需求：
高效传热：微通道板式换热器实现快速响应。
变频输配：永磁同步电机+三元流叶轮，泵组效率>95%。
智能调控：气候补偿算法动态调整供水温度，AI负荷预测误差<5%。
三、主要类型
根据热源形式、换热方式及功能需求的不同，可分为多种类型，其中较为常见的有板式、管壳式和混合式换热机组等。
1、板式换热机组
以其高效的热交换性能、紧凑的结构设计以及灵活的应用特性，在暖通空调领域得到广泛应用。其核心组件为板式换热器，由一系列金属板片构成，这些板片通常采用波纹设计以增加热交换效率。当两种不同温度的流体在这些板片间流过时，通过板片进行热量传递，实现热能的有效利用。板式换热机组具有换热效率高、占地面积小、易于清洗维护等优点，尤其适用于对空间要求严格且热负荷需求较大的场所。
2、管壳式换热机组
主要由壳体、管束、管板、封头等部件组成。其工作原理是，流体在管束内流动并与壳体内的流体进行热量交换。具有结构简单、承压能力强、适应性广等优点，但在换热效率上可能略逊于板式。
3、混合式换热机组
结合了多种换热方式的设备，通常根据具体的应用需求进行定制设计。例如，在某些大型供暖系统中，可能会采用板式与管壳式相结合的方式，以实现更高效、更灵活的热能转换与传输。
四、换热机组在暖通空调系统中的应用实践
1、供暖系统中的应用
在供暖系统中，主要作用是将热源(如锅炉产生的蒸汽或热水)的热量传递给供暖系统内的循环水，从而实现对建筑物的供暖。随着供暖系统规模的扩大和用户对供暖效率、能源利用率及环保性能要求的提高，它的性能优化和智能化控制成为了重要的研究方向。
例如，在某大型城市供暖系统中，采用了多台高效板式换热机组，并通过智能化控制系统实现了对供暖区域的精准调控。该系统不仅能够满足居民的供暖需求，还通过优化运行策略显著降低了能耗和运营成本。同时，该系统还具备良好的环保性能，减少了温室气体排放，为城市的可持续发展做出了积极贡献。
2、空调系统中的应用
在空调系统中，同样发挥着重要作用。例如，在夏季制冷过程中，它可以通过从冷水机组制得的冷水中吸收冷量，再分配至空气处理单元或风机盘管系统，达到降低室内温度的目的。而在冬季供暖过程中，则可以通过与供暖系统类似的原理实现室内温度的升高。
3、特殊场合的应用
除了常规的供暖和空调系统外，还广泛应用于一些特殊场合。例如，在医疗建筑中，由于不同科室对室内温湿度和洁净度的要求各不相同，因此需要根据具体需求进行定制化设计。以江苏省妇幼保健院的住院综合楼为例，其暖通系统在设计时充分考虑了各科室的特殊需求，采用了包括板式换热机组在内的多种换热设备，并通过智能化控制系统实现了对室内环境的精准调控。
