1热管的结构及性能分析

1.1热管的结构性能

热管是一种截面小而传热量大且效率高的一种元件,是20世纪60年代初发展起来的一种技术,热管最先应用于空间技术和航天军事领域,由于热管具有众多优点而被许多科学研究者研究,现在被各行业广泛采用?热管由管壳?吸液芯和端盖三部分组成,先将管内抽成负压后,再充以适量的工作液体(液体或气体),最后把紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料加以密封?热管在轴向上分为蒸发段?蒸发输送段(绝热段)和放热段(冷凝段)三个区域?热管的发展由最早的钢铁水热管演变至今日的无机热超导热管,其耗能越来越少,效率越来越高?热管的形式有多种,可分为平板式?普通整体式?分离式等,王双等人的实验研究证明了分离式的热管具有更高的换热效率和传热能力,多用于IT行业的通风空调?分离式热管把整体式热管的加热段与冷凝段分开呈现,并用管束把蒸发段与冷凝段连接起来使之形成一个闭合整体,气体液体同向流动?而且蒸发段一般位于冷凝段下部,蒸发段的液体吸热相变为气态,在压力差的作用下自然流入冷凝段,并在冷凝段放热,再变为液态流向蒸发段实现封闭式循环系统?

1.2热管的优点分析

热管的导热能力可达到良导体铜和银的几倍到几万倍,而且具有非常高的导热效率,其导热系数为传统换热器的10~20倍;热管内部工作具有自发性,不需外部动力,更加节能;热管换热器内部各支热管相互独立,便于更换维修;热管内部两种换热介质互相隔开,即使一方面发生故障也不会影响到另一方面的工作,使用周期长?

2热管的应用

2.1热管在锅炉中的应用

热管在锅炉中的应用主要在空气预热器或排烟余热回收的方面上?传统锅炉排烟管道余热回收率低,而使用热管换热器后,余热回收率高,更加节能?在锅炉的各项损失中,排烟热损失占锅炉输入热量的5%~10%,也就是排烟损失占电厂煤耗量的5%~10%?由此可见,这部分热量的回收非常有必要?锅炉排放的烟气温度一般高于100℃,而且锅炉排放烟气成分中将近有六分之一的是水,并且里面也包含有二氧化碳和有毒气体?若直接把它排向空气,这无疑会造成巨大的能源浪费和环境污染问题?但是,由于锅炉燃烧的原料易于产生具有腐蚀性的气体和大量粉尘,这很大程度上限制着余热回收技术的发展?但是近年来,基于热管技术的日益成熟,经运行研究指明,热管换热器在高温?腐蚀性等条件下所能达到的热能回收指标是传统换热器所可望不可及的?热管换热器用于锅炉的烟气余热回收为锅炉的能源节约问题作出了巨大贡献?于锅炉烟道尾部位置安装热管换热器,经运行研究表明,它能够吸收从燃烧腔产生的废气中的近90%的热量,并且利用吸收的余热去加热周围的空气?而且热管换热器无可动构件,不需外部动力;热管内部的冷热气流有固体隔开,于是具有局部发生损坏易于维修的优点?而且使用热管技术能保护环境,遵循我国所提倡的节能减排的理念?

2.2热管在空调中的应用

目前,我国的空调几乎已经遍布全国,空调的能耗问题已经日趋严重,而且亟待改善?特别是大型商场?医院?工厂的空调能耗非常之大,于是解决空调的能耗问题是现阶段非常重要的任务?解决空调能耗问题主要是提高能源的利用率和降低空调热(冷)量以及新风负荷的消耗问题?在空调作用下,室内的回风一部分经过空调系统处理后当做新风送入房间,而另一部分则是经过空调系统排出室外,排出室外的空气能量便被浪费掉了?因此,将回风能量进行回收利用以及提高空调换热效率对空调能耗有着巨大意义?热管的两端分别安装在新风段与排风段内,热管因为其独特的结构,其吸液芯可以非常灵敏地感受到身边的热源(冷源)并把能量储存在其中,再把能量输入空调内,大大减少空调再发动制热(制冷)器所需要的能耗?夏季,室内空气经热管蒸发段降温,然后再与新风混合经过冷凝段和表冷器降温后送入室内?冬季,新风经过冷凝段预热,回风经过蒸发段放热后排出,可以极大程度上地减少空调负荷?

3结束语

1) 热管应用于锅炉余热回收时其也存在不便于装卸?强度刚度是否安全等方面的问题,对热管的研究可以更进一步探索其内外部耐压抗冲击等能力?

2) 将热管应用于空调系统中不仅能提高能源利用效率和减少能耗,而且对室内的除湿也能起到良好效果?我们对热管的研究可以着重在提高室内空气品质上?

3)热管技术现在更多的是用于工业和空间技术上,但是热管技术是否可以让人们的生活更便利一点呢?或者人们可以更多地发现热管的民用价值?

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