前言

換熱器是能量交換的重要部件，在諸多行業(yè)中發(fā)揮著關鍵作用，涉及建筑、交通、市政、化工等30多個領域，并相互交織形成一系列產(chǎn)業(yè)鏈條。全球工業(yè)化和技術(shù)進步推動了換熱器市場的發(fā)展。同時，在“碳中和”的大背景下，為了降低化石能源消耗，減輕環(huán)境污染，開發(fā)和利用可再生能源已成為必然趨勢。通過換熱器對低品位可再生能源的持續(xù)提取和高效利用具有長遠和現(xiàn)實的意義，這也帶動了換熱器市場的擴展。

換熱器在運行過程中面臨著一個普遍的問題：換熱表面結(jié)垢（包括霜垢）。這嚴重影響了設備的換熱效率、安全性能和使用壽命。據(jù)統(tǒng)計，換熱器及相關設備所消耗的維護成本占工業(yè)維護成本的15%，其中近50%是由污垢問題引起的。污垢問題對環(huán)境中碳排放的影響已經(jīng)達到了污垢造成的額外成本對國民生產(chǎn)總值影響的10倍。如今，換熱表面的污垢問題已成為世界性難題，嚴重影響了經(jīng)濟發(fā)展和能源消耗。因此，進一步開發(fā)和完善除垢和抑垢技術(shù)已成為我們當前面臨的主要挑戰(zhàn)。

本書針對城市污水換熱過程，研究污垢生長機制，分析污垢對熱泵系統(tǒng)運行特性的影響，積極尋求有效的除垢和抑垢方法，改進并提出適用于污水換熱的專用換熱器，來保證污水廢熱回收的高效性和可靠性。

本書通過實驗手段研究不規(guī)則換熱表面混合污垢的生長過程，分析不同種類污垢之間的相互作用規(guī)律，確定混合污垢生長過程中的關鍵行為參數(shù)的計算式。通過模擬手段研究速度場、溫度場、濃度場及換熱表面微觀幾何尺寸對污垢形成的影響機制，從而建立強化換熱表面混合污垢預測模型，形成污垢抑制理論。

本書基于實驗研究了粉塵對蒸發(fā)器結(jié)霜特性以及熱泵機組性能的影響規(guī)律，并繪制了粉塵污垢影響下的結(jié)霜評估圖譜。探索了空氣污染對結(jié)霜速率的影響規(guī)律，指出空氣中的顆粒物可以加速結(jié)霜進程，并研究了顆粒物對結(jié)霜成核過程的作用機制。通過一系列定性及定量分析，為建立空氣污染工況下室外機除霜控制策略提供支持，從而緩解或解決由于污垢引起的空氣源熱泵室外機“誤除霜”問題。

本書第1章由沈朝和王源編寫，第2～4章由沈朝和姚楊編寫，第5章由沈朝和王源編寫，第6～8章由王源和高榕編寫，第9章由王源編寫，全書由王源統(tǒng)稿。

在本書編寫過程中，研究生萬志豪、蒲積宏、高慶梅、王墨紅、雷卓宇和閆旭等為本書成稿做了大量輔助性工作。

由于作者水平有限，書中難免存在疏漏和不當之處，懇請專家學者和廣大讀者給予批評指正。