换热器的选型和经济性评价在换热器的应用中有重要的作用。换热器选型中所需考虑的因素有：①投资费用、回收费用和回本时间；②壁面工作温度；③压力范围和阻力损失；④温度的可调范围；⑤使用寿命和可靠性；⑥抗腐蚀和抗损坏能力；⑦安装和检修是否方便；⑧安装场地及现场布置条件。显然上述诸因素的重要性是不同的，应根据换热器使用的具体情况侧重考虑某几个因素。例如对过程工业所用的换热器，它们常常是工艺过程中的关键设备，此时投资费用往往不是最重要的因素，最重要的是可靠性和检修是否方便，因为万一因换热器故障造成停产，其经济上的损失将大大超过投资上的差额。

运行的温度和压力往往是换热器选型的重要依据。例如当压力低于3 MPa，运行温度低于200℃，且介质清洁时，板式换热器常属首选。但当压力、温度较高时，就应选择管壳式或套管式换热器。套管式换热器特别适合于高压力、小流量的情况。此外壁面温度也是一个值得关注的问题。由于受材料限制，换热壁面的温度不能太高。某些材料的温度虽可达1000℃以上，但除陶瓷材料外，其他耐热材料大都价格昂贵。通常为留有余地，换热器的壁温一般控制在850℃以下。使用上，烟气温度可高达1500℃，此时就必须设法降低壁温，其有效方法是增加空气侧的对流换热表面传热系数，例如在空气侧加装肋片。

参与换热的流体种类对选型也有影响。例如若流体的腐蚀性特别明显，就应选用高抗腐蚀性的换热器，诸如石墨或陶瓷制的换热器；若需防腐和防止内漏，螺旋板式换热器是最佳选择。虽然换热器中的工作流体在大多数情况下已由工艺条件确定，但也有不少情况下可由选型者自行决定。此时作为工作流体，其基本要求如下：①来源充足、运输方便、价格低廉，并可就近解决；②对其热物性等参数的要求是密度ρ、比热容c及导热系数λ都要大，在高温工作时工作压力小，而在相变过程中潜热大；③化学性质稳定，且不易结垢和腐蚀。常用的冷流体为水和空气，常用的热流体则有烟气、水蒸气、热水、油等。近年来随着科学技术的发展，液态金属以及某些联苯混合物也逐渐得到应用。冷流体之所以常用空气和水，是因为它们能将热流体冷却到接近大气温度，但当冷却温度要求低于0℃时，则需采用氨液、氯化钠和氯化钙的水溶液。在热流体方面，根据使用温度不同，可以有多种选择。高温时多选择烟气，其缺点是表面传热系数太小。如果需要把冷流体加热到150℃时，水蒸气是一种最佳选择，由于水蒸气凝结时放出大量潜热，凝结传热系数又大，因此需要的换热面积较小，其缺点是水蒸气的饱和压力随温度提高会迅速增加，致使换热器结构复杂化。油类作为热流体，可以使换热器在低压下工作，而且能将冷流体加热到250℃，其缺点是表面传热系数小，且对温度敏感，一旦过热，易裂解。

操作参数的选取对换热器的设计也非常重要。首先是流速和压降的选择，对无相变的换热，当热负荷一定时，流速越高，表面传热系数越大，换热面积越小。这不仅节省材料，而且可使设备紧凑，且不易结垢。但另一方面，流速增大，压降增加，泵功率随之增大，且易冲刷腐蚀换热面。理论计算还表明，压降增大的速率远远大于表面传热系数的增大速率。因此速度选取的原则是使系统的压降处于一个合理值。换热器中常用的流速范围如表7-4所示。通常壳程流速约为管程流速的一半。

表7-4　换热器中常用的流速范围

对于易结垢的流体，流速应选取得较高，以降低管壁温度，且有利于抑制污垢的生长。一般管程流速应大于1 m/s，壳程流速则应大于0.5 m/s。流体黏度越大，所选用的流速应越低。

安全允许流速与管径有关，管径越大，流速越低。密度大的液体，阻力消耗与传热速率相比一般较小，故可适当提高其流速。而密度小的气体，传热系数低，阻力消耗又大，更应注意合理选取流速。

换热器终温的选择对换热器的效率和传热强度都有很大的影响。通常换热终温可按如下要求选择：

（1）热端温差不小于20℃。

（2）冷端温差不小于5℃。从经济性出发，空冷式换热器热流体出口和空气出口之间的温差应不小于20℃。多管程换热器为避免出现温度交叉，有时也把较小一端的温差加大到20℃以上，或采用多台单程串联的方案。

（3）冷却器或冷凝器中，冷却剂的初温应高于被冷却流体的凝固点；对于含有不凝性气体的冷凝，冷却剂终温要低于被凝气体的露点5℃。

对于换热器中两种流体中哪一种走管程，哪一种走壳程，需要考虑很多因素。总的来说，要求有利于传热，有利于减小压降，且材料消耗少，成本低、安全，便于维修清洗等。除了工作压力和温度高、结垢特别严重或有毒等特殊工艺条件应另行考虑外，一般应遵循如下原则：(www.daowen.com)

（1）黏度大或流量小的流体应走壳程，这是因为壳程流道截面和方位都在不断变化，且可设置折流板，当Re＞100时即可形成紊流。从减小压降的角度来看，Re小的流体走壳程也较为有利。但若采取多管程等措施且压降也控制在允许的范围内，也可考虑走管程。

（2）换热器为刚性结构，且两流体温差很大，由于壁面温度与表面传热系数大的介质温度相接近，故应使表面传热系数大的流体走壳程，以减小管束和壳体间的差胀。但当两流体温差小，而表面传热系数的值又相差很大时，应使表面传热系数大的走管程，因为在管外采取某些强化传热的措施（如加翅片等）比较方便。

（3）与外界温差大的流体走管程，这样安排不仅可以减少对外界的热损失，而且可以使壳体不易变形。

（4）容许压降小的走壳程较好。

（5）凡有凝结相变的流体应走壳程，因为它与流速和清洗关系不大，且易于排除凝结液。

（6）有毒介质宜走不易发生泄漏的管程，也可采用双套管式换热器，使有毒介质走内管。

（7）易结垢、有沉淀及含有杂质的不清洁流体应走管程，因为相比之下管程的清洗要比壳程方便。

（8）高温、高压和腐蚀性较强的流体走管程，这对降低外壳厚度、耐热性、耐腐蚀性和密封性的要求有利，且避免了管子和壳体同处于恶劣条件下，节省了贵重材料，降低了成本，提高了经济性。

上述这些选择原则有时是相互矛盾的，并不可能同时全部满足。在具体选型时，应从实际情况出发，满足最重要的因素。

换热器量大面广，在某些行业其投资费占很大比重，因此对换热器进行经济性评价也很重要。除了考虑换热器的初投资外，还必须考虑其运行费用，包括泵或风机所消耗的能量、清除污垢及日常维修费用等。

从经济性考虑，首先应选用定型的标准换热器。因为标准设备的购置费用大大低于非标设备，且其操作、维修也比较方便。在购置新换热器或对原有换热设备进行技术改造时，多用投资回收法对其经济性进行评价，因为此法最为简单、直观。