■熱管換熱器的構造原理、特點:
熱管是一種高效傳熱元件,其導熱能力比金屬高幾百倍至數千倍。熱管還具有均溫特性好、熱流密度可調、傳熱方向可逆等特性。用它組成熱管換熱器不僅具有熱管固有的傳熱量大、溫差小、重量輕體積小、熱響應迅速等特點,而且還具有安裝方便、維修簡單、使用壽命長、阻力損失小、進、排風流道便于分隔、互不滲漏等特點。
熱管是由內壁加工有槽道的兩端密封的鋁(軋)翅片管經清洗并抽成高真空后注入*液態工質而成,隨注入液態工質的成分和比例不同,分為低溫、中溫、高溫。熱管一端受熱時管內工質汽化,從熱源吸收汽化熱,汽化后蒸汽向另一端流動并遇冷凝結向散熱區放出潛熱。冷凝液借毛細力和重力的作用回流,繼續受熱汽化,這樣往復循環將大量熱量從加熱區傳遞到散熱區。熱管內熱量傳遞是通過工質的相變過程進行的。
將熱管元件按一定行列間距布置,成束裝在框架的殼體內,用中間隔板將熱管的加熱段和散熱段隔開,構成。
熱管zui初被用于航天技術和核反應堆,以解決向陽面和背陰面受熱不均勻。20世紀90年代被用于民用空調,由于其*的導熱性,受到越來越廣泛的重視,目前在計算機、雷達等高科技領域被廣泛應用。
■主要特點:
a. 可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體*分開,在運行過程中單根熱管因為磨損、腐蝕、超溫等原因發生破壞,也只是單根熱管失效,而不會發生冷熱流體的摻雜。所以用于易然、易爆、腐蝕等流體的換熱場合具有很高的可靠性。
b. 的冷、熱流體*分開流動,可以比較容易的實現冷、熱流體的*逆流換熱;同時冷熱流體均在管外流動,由于管外流動的換熱系數遠高于管內流動的換熱系數,且兩側受熱面均可采用擴展受熱面。用于品位較低的熱能的回收非常經濟。
c. 對于含塵量較高的流體,可以通過熱管結構尺寸,擴展受熱面形式,以解決換熱器的磨損堵灰問題。
d.用于帶有腐蝕性的煙氣的余熱回收時,可以通過調整蒸發段、冷凝段的傳熱面積來調整熱管管壁溫度,使熱管盡可能避開zui大的腐蝕區域。
■ 應用構造
1、加熱空氣——用于爐腔助燃或作為干燥藥品、農副產品、食品或其他工業產品的潔凈熱氣流。
2、加熱水——用于采暖、生活用水或其他用途。
3、加熱渣油——用于鍋爐燃料加溫。
4、產生蒸汽——用于多種工業及日常生活用氣。
■整體式
簡介:
熱管的蒸發段和冷凝段同處于一個整體的上、下兩個空間,以流過熱管兩端流體的種類可分為:
1.氣-氣式,冷、熱流體均為氣體,如熱管式空氣預熱器。
2.氣-液式,冷流體為液體,熱流體為氣體,如熱管式省煤器。
3.氣-汽式,冷流體側為產生蒸汽,熱流體為氣體,如熱管式蒸汽發生器(余熱鍋爐), 其又可分為:
① 分離套管式熱管蒸發器,產汽部分與汽包分開布置,通過上升管和下降管連接。
② 冷凝段直插汽包式(俗稱子彈頭式)熱管蒸汽發生器,產汽部分與汽包同處一空間,不需要上
升管和下降管。
此外,熱源還可是由電加熱產生的上述各種,如開工加熱器等。
■ 分離式
簡介:
熱管的蒸發段和冷凝段分開布置,不同處于一個整體。其也可分為:
1.氣-氣式。
2.氣-液式。
3.氣-汽式。
■低溫、中溫
低溫簡介:
用途:在各類工廠空調通風換氣中,冬季回收排風中的熱量予熱新風;夏季回收排風中的冷量予冷新風;回收工藝設備排風中的熱量予熱送風,達到節能的目的。
規格:7類60種風量范圍350-60000m3/h。
使用條件:溫度在-40℃-80℃,熱回收率在60%-70%以上。
運行情況:產品已在東北,華北,內蒙,廣東等地區眾多單位使用,正發揮著巨大的節能作用。
名稱 | 中溫 | 高溫 |
使用溫度 | 20℃-140℃ | 50℃-250℃ |
用途 | 漿紗烘房,油漆烘干機,食品流動層,干燥設備等熱回收。 | 造紙機烘房,烤漆室,鍋爐房,窯爐,加熱爐,陶瓷烘干機等設備的熱回收。 |
熱回收效率 | 60%-70%以上 |
■ 氣—氣式
簡介:
冷、熱流體均為氣體,熱管兩側均繞有翅片,以強化傳熱。
■ 氣—液式
簡介:
熱流體為氣體,冷流體為液體。液體可以是常壓,也可是中、低壓。熱管余熱鍋爐為其中之一。熱管將熱量傳送給水,可產生中、低壓蒸氣,汽包可以是立式的,也可以是臥式的。熱管還可以做成套管,蒸氣在夾套中產生。
■熱管工作原理基本特性和優點
熱管是一種具有特高導熱性能的新穎傳熱元件。熱管起源于二十世紀六十年代的美國, 1967年一根不銹鋼-水熱管*被送入地球衛星軌道并運行成功。熱管理論一經提出就得到了各國科學家的高度重視,并展開了大量的研究工作,使得熱管技術得以很快發展。熱管技術開始主要用于航天航空領域,我國自二十世紀70年代開始對熱管進行研究,自80年代以來相繼開發了熱管氣-氣換熱器、熱管氣-水換熱器、熱管余熱鍋爐、熱管蒸汽發生器、熱管熱風爐等各類熱管產品。由于碳鋼-水兩相重力式熱管結構簡單、價格低廉、制造方便、碳鋼-水相容性的基本解決,使得此類熱管在動力、化工、干燥、建材等領域內得以廣泛應用。
當熱管的蒸發段受熱時熱管內的工質蒸發汽化,蒸汽在微小壓差下流向冷凝段放出熱量凝結成液體,在重力的作用下流回蒸發段。如此循環不已,熱量就由一端傳到了另一端。熱管的傳熱原理決定著熱管有以基本特性:
a. 較大的傳熱能力,熱管巧妙的組織了熱阻較小的沸騰和凝結兩種相變過程,使它的導熱系數高達紫銅導熱系數的數倍以至數千倍。
b. 優良的等溫性,熱管內腔的蒸汽是處于飽和狀態,飽和蒸汽由蒸發段流向冷凝段的壓力差很小,因而熱管具有優良的等溫性。
c.不需要輸送泵以及密封潤滑不見,結構簡單無運動部件和噪音。一根長0.6m直徑13mm重0.34kg熱管在100℃工作溫度下,輸送200W能量,其溫降0.5℃,而輸送同等能量同樣長的實心銅棒重量為22.7kg,溫差高達70℃。
由熱管組成的具有以下優點:
a. 可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體*分開,在運行過程中單根熱管因為磨損、腐蝕、超溫等原因發生破壞,也只是單根熱管失效,而不會發生冷熱流體的摻雜。所以用于易然、易爆、腐蝕等流體的換熱場合具有很高的可靠性。
b. 的冷、熱流體*分開流動,可以比較容易的實現冷、熱流體的*逆流換熱;同時冷熱流體均在管外流動,由于管外流動的換熱系數遠高于管內流動的換熱系數,且兩側受熱面均可采用擴展受熱面。用于品位較低的熱能的回收非常經濟。
c. 對于含塵量較高的流體,可以通過熱管結構尺寸,擴展受熱面形式,以解決換熱器的磨損堵灰問題。
d.用于帶有腐蝕性的煙氣的余熱回收時,可以通過調整蒸發段、冷凝段的傳熱面積來調整熱管管壁溫度,使熱管盡可能避開zui大的腐蝕區域。