GB-T《管殼式熱交換器換熱效率評(píng)價(jià)方法》

ICS27.010

F01

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXXX—201X

管殼式熱交換器換熱效率評(píng)價(jià)方法

Evaluationmethodforheattransferefficiencyofshellandtubeheat

exchangers

（征求意見(jiàn)二稿）

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

頒布×-××-××發(fā)布

GB/TXXXXX—20XX

管殼式熱交換器換熱效率評(píng)價(jià)方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了管殼式熱交換器?效率的評(píng)定指標(biāo)、試驗(yàn)方法與要求、測(cè)試工況和標(biāo)注等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱直徑不大于4000mm、設(shè)計(jì)壓力不大于5.0MPa的管殼式熱交換器（以下簡(jiǎn)稱“換

熱器”）。類似冷、熱流體特征的其它結(jié)構(gòu)型式熱交換器（如套管式換熱器）可參照?qǐng)?zhí)行。

本標(biāo)準(zhǔn)不適用于熱交換過(guò)程存在化學(xué)反應(yīng)的換熱器。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T10870蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組性能試驗(yàn)方法

GB/T150壓力容器

GB/T151熱交換器

GB/T25862-2010制冷空調(diào)用同軸套管式換熱器

GB/T27698.1-2011熱交換器及傳熱元件性能測(cè)試方法第1部分：通用要求

GB/T27698.2熱交換器及傳熱元件性能測(cè)試方法第2部分：管殼式熱交換器

GB/T29044-2012采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)

GB/T30261-2013制冷空調(diào)用板式換熱器?效率評(píng)價(jià)方法

JB/T10379換熱器熱工性能和流體阻力特性通用測(cè)定方法

NB/T47012制冷裝置用壓力容器

3術(shù)語(yǔ)

GB/T150、GB/T151及GB/T30261-2013確立的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

管殼式熱交換器shellandtubeheatexchanger

以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。

3.2

換熱量capacityofheatexchange

換熱器在額定工況下運(yùn)行時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)冷流體在換熱器中得到或熱流體在換熱器中放出的熱量。

3.3

?效率exergyefficiency

熱流體和冷流體在換熱器中的輸出?與輸入?之比。

3.4

輸出?outputexergy

加熱時(shí)輸出側(cè)流體的熱量?的變化量或冷卻時(shí)輸出側(cè)流體冷量?的變化量。

3.5

輸入?inputexergy

輸入側(cè)流體進(jìn)、出口?的變化量。

4評(píng)價(jià)指標(biāo)

2

GB/TXXXXX—20XX

4.1換熱器的換熱效率采用?效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.2?效率計(jì)算方法

4.2.1根據(jù)流體?的定義，當(dāng)輸出側(cè)入口、出口流體溫度均高于環(huán)境溫度（加熱）或者均低于環(huán)境溫度

（冷卻）時(shí)，換熱器的?效率按照式(1)計(jì)算。

E

=out100%

EEinP

……(1)

qm,outhout,2hout,1qm,outT0sout,2sout,1

=100%

qhhqTss

m,inin,2in,1m,in0in，2in，1

式中：

—?效率，單位為瓦每瓦（W/W）

TTout,1,out,2—分別為輸出?側(cè)流體入口、出口的溫度，單位為開爾文（K）；

T0—標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度，取為293.15，單位為開爾文（K）。

EEin,out—分別為輸入?側(cè)流體和輸出?側(cè)流體的?變化量，單位為焦耳（J）；

qqm,in,m,out—分別為輸入?側(cè)流體和輸出?側(cè)流體的質(zhì)量流量，單位為千克每秒（kg/s）；

hin，1,hin，2—分別為輸入?側(cè)流體入口、出口的比焓，單位為焦耳每千克（J/kg）；

hout，1,hout，2—分別為輸出?側(cè)流體入口、出口的比焓，單位為焦耳每千克（J/kg）；

sin，1,sin，2—分別為輸入?側(cè)流體入口、出口的比熵，單位為焦耳每千克每度（J/（kg?K））；

sout，1,sout，2—分別為輸出?側(cè)流體入口、出口的比熵，單位為焦耳每千克每度（J/（kg?K））。

4.2.2當(dāng)輸出側(cè)入口流體溫度低于環(huán)境溫度，出口流體溫度高于環(huán)境溫度（加熱）或者輸出側(cè)入口流體

溫度高于環(huán)境溫度，出口流體溫度低于環(huán)境溫度（冷卻）時(shí)，換熱器的?效率按照式(2)計(jì)算。

E

=out100%

EEinP

…(2)

qm,outhout,2h0qm,outT0sout,2s0

=100%

qhhqTssqhhqTss

m,inin,2in,1m,in0in，2in，1m,outout,10m,out0out,10

4.3?效率按照第5章的試驗(yàn)方法與要求和GB/T30261-2013附錄A規(guī)定的方法測(cè)量，按照式（1）與

式（2）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位有效數(shù)字。

5試驗(yàn)方法與要求

5.1一般要求

5.1.1試驗(yàn)用換熱器應(yīng)按照GB/T150、GB/T151和NB/T47012的規(guī)定和要求設(shè)計(jì)、制造。

5.1.2被測(cè)參數(shù)的測(cè)量按照GB/T27698.1-2011、GB/T27698.2和JB/T10379的規(guī)定執(zhí)行。

5.1.3測(cè)量時(shí)換熱器兩側(cè)流體宜與實(shí)際使用時(shí)的流體相同。

5.1.4被測(cè)換熱器外表面應(yīng)包覆絕熱層，因換熱器外表面與外界環(huán)境換熱導(dǎo)致的冷、熱流體的換熱量

的差值占總換熱量的比例不得大于3%。

5.1.5外表面沒(méi)有絕熱層、用于流體冷卻的換熱器，其外表面向環(huán)境的散熱量應(yīng)進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，并

3

GB/TXXXXX—20XX

計(jì)入熱流體的散熱量中。

5.1.6試驗(yàn)時(shí)換熱器兩側(cè)流體的流量應(yīng)為換熱器的標(biāo)稱流量。

5.1.7試驗(yàn)時(shí)換熱器兩側(cè)流體的進(jìn)、出口狀態(tài)均應(yīng)滿足本文件的要求。在本文件無(wú)規(guī)定時(shí)，應(yīng)與實(shí)際

使用狀態(tài)相符并在標(biāo)注時(shí)明確說(shuō)明。

5.1.8制冷空調(diào)換熱器試驗(yàn)所用冷卻水質(zhì)應(yīng)符合GB/T29044-2012表1規(guī)定的循環(huán)水水質(zhì)，冷水水質(zhì)

應(yīng)符合GB/T29044-2012的表2規(guī)定的循環(huán)水水質(zhì)要求。其它流體的品質(zhì)應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或使用要求的

規(guī)定。

5.2試驗(yàn)裝置

5.2.1制冷劑用換熱器試驗(yàn)裝置

單側(cè)或兩側(cè)流體為制冷劑的制冷空調(diào)用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T30261-2013的規(guī)定執(zhí)行。

5.2.2非制冷空調(diào)用換熱器試驗(yàn)裝置

5.2.2.1無(wú)相變液體-液體非制冷劑換熱器試驗(yàn)裝置

無(wú)相變液體-液體非制冷劑用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T27698.1-2011的4.1.1的要求制作。

5.2.2.2氣-液冷凝用換熱器試驗(yàn)裝置

氣-液冷凝用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T27698.1-2011的4.1.2的要求制作。

5.2.2.3氣-液蒸發(fā)用換熱器試驗(yàn)裝置

氣-液蒸發(fā)用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T27698.1-2011的4.1.3的要求制作。

5.2.3大型換熱器

對(duì)于不宜使用試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)試的大型換熱器，允許采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法進(jìn)行測(cè)試。但必須可以保

證換熱器兩側(cè)流體的進(jìn)、出口狀態(tài)穩(wěn)定，且在標(biāo)注時(shí)明確說(shuō)明試驗(yàn)工況。

5.3測(cè)量?jī)x表及測(cè)試要求

5.3.1測(cè)量?jī)x表

5.3.1.1流量、溫度和壓力等測(cè)量?jī)x表的精度應(yīng)符合GB/T10870的規(guī)定。

5.3.1.2測(cè)量?jī)x表均應(yīng)按有關(guān)規(guī)定送法定計(jì)量機(jī)構(gòu)標(biāo)定，并在標(biāo)定有效期內(nèi)使用。

5.3.2測(cè)試要求

其它試驗(yàn)要求參照GB/T27698.1-2011、GB/T27698.2和GB/T30261-2013的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

5.4試驗(yàn)工況

5.4.1制冷空調(diào)用換熱器測(cè)試工況

5.4.1.1換熱器用作制冷空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器時(shí)，試驗(yàn)工況按照GB/T30261-2013中5.5或GB/T

25862-2010中4.3的規(guī)定執(zhí)行。

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GB/TXXXXX—20XX

5.4.1.2換熱器用作制冷空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器時(shí)，試驗(yàn)工況按照GB/T30261-2013的5.5或GB/T

25862-2010的4.3的規(guī)定執(zhí)行。

5.4.2其它

對(duì)于本文件未規(guī)定試驗(yàn)工況的換熱器，允許自定試驗(yàn)工況，但試驗(yàn)工況應(yīng)盡可能采用或接近實(shí)際運(yùn)

行工況，且需在標(biāo)注中明確說(shuō)明試驗(yàn)工況。

6標(biāo)注

6.1生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)本文件的要求，確定換熱器的換熱效率并在其產(chǎn)品出廠說(shuō)明書上或銘牌上予以標(biāo)

注。

6.2換熱器換熱效率的標(biāo)注至少應(yīng)包含以下內(nèi)容：

a)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)

b)換熱器的型號(hào)

c)換熱器的換熱量

d)換熱器的?效率

e)試驗(yàn)工況

f)兩側(cè)流體及其質(zhì)量流量、壓力降。

_________________________________

5

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前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)環(huán)境和資源綜合利用司、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)工交部提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)節(jié)能技術(shù)與信息分會(huì)(SAC/TC20/SC8)和全國(guó)鍋

爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC262）歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：珠海格力電器有限公司、北京工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、北京

建筑大學(xué)、西安交通大學(xué)、煙臺(tái)冰輪（集團(tuán)）股份有限公司、華南理工大學(xué)、山東京博石油化工有限公

司、廣州捷瑪換熱設(shè)備有限公司、上海漢鐘精機(jī)股份有限公司

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：劉華、李紅旗、李俊明、成建宏、王隨林、金立文、姜韶明、夏亮、馮育周、

鄧壯、穆連波、周英正、李燕

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管殼式熱交換器換熱效率評(píng)價(jià)方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了管殼式熱交換器?效率的評(píng)定指標(biāo)、試驗(yàn)方法與要求、測(cè)試工況和標(biāo)注等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱直徑不大于4000mm、設(shè)計(jì)壓力不大于5.0MPa的管殼式熱交換器（以下簡(jiǎn)稱“換

熱器”）。類似冷、熱流體特征的其它結(jié)構(gòu)型式熱交換器（如套管式換熱器）可參照?qǐng)?zhí)行。

本標(biāo)準(zhǔn)不適用于熱交換過(guò)程存在化學(xué)反應(yīng)的換熱器。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T10870蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組性能試驗(yàn)方法

GB/T150壓力容器

GB/T151熱交換器

GB/T25862-2010制冷空調(diào)用同軸套管式換熱器

GB/T27698.1-2011熱交換器及傳熱元件性能測(cè)試方法第1部分：通用要求

GB/T27698.2熱交換器及傳熱元件性能測(cè)試方法第2部分：管殼式熱交換器

GB/T29044-2012采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)

GB/T30261-2013制冷空調(diào)用板式換熱器?效率評(píng)價(jià)方法

JB/T10379換熱器熱工性能和流體阻力特性通用測(cè)定方法

NB/T47012制冷裝置用壓力容器

3術(shù)語(yǔ)

GB/T150、GB/T151及GB/T30261-2013確立的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

管殼式熱交換器shellandtubeheatexchanger

以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。

3.2

換熱量capacityofheatexchange

換熱器在額定工況下運(yùn)行時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)冷流體在換熱器中得到或熱流體在換熱器中放出的熱量。

3.3

?效率exergyefficiency

熱流體和冷流體在換熱器中的輸出?與輸入?之比。

3.4

輸出?outputexergy

加熱時(shí)輸出側(cè)流體的熱量?的變化量或冷卻時(shí)輸出側(cè)流體冷量?的變化量。

3.5

輸入?inputexergy

輸入側(cè)流體進(jìn)、出口?的變化量。

4評(píng)價(jià)指標(biāo)

2

GB/TXXXXX—20XX

4.1換熱器的換熱效率采用?效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.2?效率計(jì)算方法

4.2.1根據(jù)流體?的定義，當(dāng)輸出側(cè)入口、出口流體溫度均高于環(huán)境溫度（加熱）或者均低于環(huán)境溫度

（冷卻）時(shí)，換熱器的?效率按照式(1)計(jì)算。

E

=out100%

EEinP

……(1)

qm,outhout,2hout,1qm,outT0sout,2sout,1

=100%

qhhqTss

m,inin,2in,1m,in0in，2in，1

式中：

—?效率，單位為瓦每瓦（W/W）

TTout,1,out,2—分別為輸出?側(cè)流體入口、出口的溫度，單位為開爾文（K）；

T0—標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度，取為293.15，單位為開爾文（K）。

EEin,out—分別為輸入?側(cè)流體和輸出?側(cè)流體的?變化量，單位為焦耳（J）；

qqm,in,m,out—分別為輸入?側(cè)流體和輸出?側(cè)流體的質(zhì)量流量，單位為千克每秒（kg/s）；

hin，1,hin，2—分別為輸入?側(cè)流體入口、出口的比焓，單位為焦耳每千克（J/kg）；

hout，1,hout，2—分別為輸出?側(cè)流體入口、出口的比焓，單位為焦耳每千克（J/kg）；

sin，1,sin，2—分別為輸入?側(cè)流體入口、出口的比熵，單位為焦耳每千克每度（J/（kg?K））；

sout，1,sout，2—分別為輸出?側(cè)流體入口、出口的比熵，單位為焦耳每千克每度（J/（kg?K））。

4.2.2當(dāng)輸出側(cè)入口流體溫度低于環(huán)境溫度，出口流體溫度高于環(huán)境溫度（加熱）或者輸出側(cè)入口流體

溫度高于環(huán)境溫度，出口流體溫度低于環(huán)境溫度（冷卻）時(shí)，換熱器的?效率按照式(2)計(jì)算。

E

=out100%

EEinP

…(2)

qm,outhout,2h0qm,outT0sout,2s0

=100%

qhhqTssqhhqTss

m,inin,2in,1m,in0in，2in，1m,outout,10m,out0out,10

4.3?效率按照第5章的試驗(yàn)方法與要求和GB/T30261-2013附錄A規(guī)定的方法測(cè)量，按照式（1）與

式（2）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位有效數(shù)字。

5試驗(yàn)方法與要求

5.1一般要求

5.1.1試驗(yàn)用換熱器應(yīng)按照GB/T150、GB/T151和NB/T47012的規(guī)定和要求設(shè)計(jì)、制造。

5.1.2被測(cè)參數(shù)的測(cè)量按照GB/T27698.1-2011、GB/T27698.2和JB/T10379的規(guī)定執(zhí)行。

5.1.3測(cè)量時(shí)換熱器兩側(cè)流體宜與實(shí)際使用時(shí)的流體相同。

5.1.4被測(cè)換熱器外表面應(yīng)包覆絕熱層，因換熱器外表面與外界環(huán)境換熱導(dǎo)致的冷、熱流體的換熱量

的差值占總換熱量的比例不得大于3%。

5.1.5外表面沒(méi)有絕熱層、用于流體冷卻的換熱器，其外表面向環(huán)境的散熱量應(yīng)進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，并

3

GB/TXXXXX—20XX

計(jì)入熱流體的散熱量中。

5.1.6試驗(yàn)時(shí)換熱器兩側(cè)流體的流量應(yīng)為換熱器的標(biāo)稱流量。

5.1.7試驗(yàn)時(shí)換熱器兩側(cè)流體的進(jìn)、出口狀態(tài)均應(yīng)滿足本文件的要求。在本文件無(wú)規(guī)定時(shí)，應(yīng)與實(shí)際

使用狀態(tài)相符并在標(biāo)注時(shí)明確說(shuō)明。

5.1.8制冷空調(diào)換熱器試驗(yàn)所用冷卻水質(zhì)應(yīng)符合GB/T29044-2012表1規(guī)定的循環(huán)水水質(zhì)，冷水水質(zhì)

應(yīng)符合GB/T29044-2012的表2規(guī)定的循環(huán)水水質(zhì)要求。其它流體的品質(zhì)應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或使用要求的

規(guī)定。

5.2試驗(yàn)裝置

5.2.1制冷劑用換熱器試驗(yàn)裝置

單側(cè)或兩側(cè)流體為制冷劑的制冷空調(diào)用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T30261-2013的規(guī)定執(zhí)行。

5.2.2非制冷空調(diào)用換熱器試驗(yàn)裝置

5.2.2.1無(wú)相變液體-液體非制冷劑換熱器試驗(yàn)裝置

無(wú)相變液體-液體非制冷劑用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T27698.1-2011的4.1.1的要求制作。

5.2.2.2氣-液冷凝用換熱器試驗(yàn)裝置

氣-液冷凝用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T27698.1-2011的4.1.2的要求制作。

5.2.2.3氣-液蒸發(fā)用換熱器試驗(yàn)裝置

氣-液蒸發(fā)用換熱器試驗(yàn)裝置按照GB/T27698.1-2011的4.1.3的要求制作。

5.2.3大型換熱器

對(duì)于