作为能量传递设备的换热器，在动力、化工、炼油、制药等企业中往往不止一台，而是多台甚至几十台构成一个复杂的换热器网络，其换热性能的好坏直接影响企业的能源利用效率。在生产中还会出现这样的问题，即单台换热器的效率很高，但并入一个大型换热器网络后，其换热并不理想。因此有必要对换热器网络进行分析。

在过程工业中，通常有若干冷介质（即冷物流）需要加热，与此同时又有若干热介质（即热物流）需要冷却。最理想的情况是各种冷介质所需要的热量正好等于各种热介质放出的热量，这时加热或冷却介质的能耗为零。显然在实际的工艺过程中是无法实现这一理想情况的，只能在设计工艺过程时使其尽可能地接近理想工况。

在对换热器网络进行分析时，常常采用温焓图。设工艺过程中有三股热流，其热容流率分别为A、B、C（kW/℃），温位为T2→T5、T1→T3、T2→T4，如图7-2（a）所示。显然在T1至T2温区只有一股热流能给冷介质提供热量，其值为ΔH1=B（T1—T2）。故在温焓图上该段曲线的斜率就等于曲线B的斜率。而在T2到T3的温区内则有三股热流能提供热量，其总热量值为ΔH2=（A+B+C）（T2—T3），于是在温焓图上这段复合曲线的斜率将改变，即两个端点的纵坐标不变，而横坐标的距离为三股热流横坐标的叠加。显然对每一温区而言，其总热量均可表示为

式中，Cp为热容流率，即热容与流量的乘积，其单位为kW/℃；j为第i温区的物流数。因此综合每个温区不同斜率的曲线，即可得到如图7-2（b）所示的热物流复合温焓曲线。对冷物流，也可得到一条类似的冷复合温焓曲线。

如将热物流和冷物流的两条复合温焓曲线画在一起，就得到如图7-3所示的冷、热复合温焓曲线。图中冷、热复合温焓曲线之间垂直距最小的点称为夹点。显然夹点处的温差即为换热网络中的最小换热温差。从图上可以获得如下信息：

图7-2　过程工业中热物流的温焓曲线

图7-3　冷、热复合温焓曲线

（1）当采用热物流来加热冷物流时可能得到的最大热回收量。

（2）夹点B将热、冷物流之间的换热分成上、下两部分。在夹点上部，热物流所放出的热量不能完全满足冷物流加热的需要，所差的热量需用另外的热公用工程来提供；而在夹点下部，冷物流所吸收的热量则不足以将热物流冷却，欲将热物流完全冷却还需用另外的冷公用工程来解决。换句话说，在过程工业中当热回收是采用热物流来加热冷物流时，在夹点上部，热物流对冷物流供热不足；在夹点下部，热物流对冷物流供热过剩。

（3）如果在夹点上部采用换热器对热物流进行冷却，由于本来在夹点上部热物流对冷物流的供热就不足，故这一措施的结果是使热公用工程的能耗大为增加。具体而言，若该冷却工程的能耗为QC，则热公用工程将额外增加2QC的能耗。(www.daowen.com)

（4）如果在夹点下部采用换热器对冷物流进行加热，由于本来在夹点下部热物流对冷物流的供热就过剩，故这一措施的结果是使冷公用工程的能耗大为增加。具体而言，若该加热工程的能耗为QH，则冷公用工程将额外增加2QH的能耗。

从上述分析可知，夹点在热能利用中有重要意义。通常在换热器网络分析中，根据夹点的特性可将换热器网络分为相互独立的热端和冷端两个子网络，并进行各自的热端网络设计和冷端网络设计。对于由多台换热器组成的换热器网络，为了获得节能效果，根据夹点分析应采取以下措施：

（1）取消在夹点上部设置的对热物流进行冷却的所有换热器（或冷却工程设施）；

（2）取消在夹点下部设置的对冷物流进行加热的所有换热器（或加热工程设施）；

（3）找出那些穿过夹点进行换热的夹点上部的热物流，并重新设计，使它们只对夹点上部的冷物流进行加热；

（4）根据已有的换热设备和现实条件，进行夹点上部和夹点下部各换热设备及系统的优化协调；

（5）如有条件应尽可能地就近将内燃机、燃气轮机、蒸汽轮机或其他热机的余热引入夹点上部，用来加热冷物流；

（6）在夹点下部设置热泵，利用热泵吸收夹点下部热物流的热量，提高温度后再用来加热夹点上部的冷物流。

目前由夹点分析发展起来的夹点节能技术已广泛地应用于国内外的过程工业中，取得了显著的节能效果。对新厂设计而言，夹点技术比传统的方法节能30％～50％；对老厂改造而言，节能也可达20％～35％。有关夹点技术更详细的知识请参阅文献［30、31］。