热管技术在节能领域的应用

1、HEAT PIPE TECHNOLOGY 热管技术在节能中的应用热管技术在节能中的应用主要内容主要内容Heat pipe technology in the remaining heat recovery process applications 一 热管及其特性二 热管的分类三 热管技术应用Chapter 热管及其特性1. 热管的组成2. 热管的工作过程3. 热管的基本特性热管的组成吸液芯 工作流体壳壳体热热管组组成工工作作原原理理在真空状态下，液体的沸点降低在真空状态下，液体的沸点降低同种物质的汽化潜热比显热高的多同种物质的汽化潜热比显热高的多多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动多孔毛细

2、结构对液体的抽吸力可使液体流动壳体壳体工作蒸气工作蒸气管芯管芯工作液工作液管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。热管的工作过程热管的工作过程在热量迁移中，有六个相互关联的工作过程。重力热管重力热管有芯热管有芯热管（1）热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到液-汽分界面；（2）液体在蒸发段内的液-汽分界面上蒸发

3、；（3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段内的汽-液分界面上凝结；（5）热量从汽-液分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源；（6）在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。热管的基本特性等温特性等温特性 高导热性高导热性 热流密度可变性热流密度可变性传热方向的可逆性传热方向的可逆性恒温特性恒温特性热二极管与热开关热二极管与热开关基本特性相变，汽化潜热饱和温度对应一定的饱和压力可变导热管，使其热阻随加热量变化重力热管相当于一个热二极管对有芯热管，其内部循环动力是毛细力改变蒸发段或冷凝段的加热面积热管的分类热管的分类按工作液体回流动力区分按工作液体回流动力区分有芯热管、

4、重力热管、重力辅助热管、旋转热有芯热管、重力热管、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管等等热管等等按热管管内工作温度区分按热管管内工作温度区分低温热管、常温热管、中温热管、高温热管低温热管、常温热管、中温热管、高温热管按管壳与工作液体组合区分按管壳与工作液体组合区分铜铜-水热管、碳钢水热管、碳钢-水热管、铝水热管、铝-丙酮热管、碳钢丙酮热管、碳钢-萘热管、不锈钢萘热管、不锈钢-钠热管等钠热管等按结构形式区分按结构形式区分普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等

5、型热管、平板热管、径向热管等按功能划分按功能划分有传输热量的热管、热二极管、热开关、热控有传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管、制冷热管等制用热管、仿真热管、制冷热管等两相闭式热虹吸管（重力热管）重力热管重力热管旋转热管旋转热管的显著特征旋转热管的显著特征是热管自身是旋转件是热管自身是旋转件对于低速旋转的场合已不可能借助离心力来实现其内部的汽液循环流动，必须在管内增设其他泵送液体的结构，如毛细芯等元件以促使其冷凝液的流动，即使热管呈水平放置仍可正常工作，如图所示，这种水平放置的热管又称为卧式热管，多用于急需冷却又难于顾及的场合，如冷却卧式细长芯轴，在塑料、橡胶挤出机的细长芯

6、轴冷却方面有着广泛的应用。 当高速旋转时，如图所示，其蒸发段和冷凝段的内径不同，内径较大的蒸发段，因液体受的离心力较大，可促使冷凝液体沿管壁流回到蒸发段，这种高速旋转热管一般用于电机转子，切削刀具的冷却。 分离式热管分离式热管最大的特点是冷凝段和蒸发段可以较远距离安装，从而分离式热管最大的特点是冷凝段和蒸发段可以较远距离安装，从而使得冷热流体完全隔离，避免了相互渗漏的问题使得冷热流体完全隔离，避免了相互渗漏的问题 ，安全性能较经典，安全性能较经典热管大为提高。热管大为提高。分离式热管的分离式热管的冷凝段必须冷凝段必须高于蒸发段高于蒸发段，液体下降管，液体下降管与蒸汽上升管之间会形成与蒸汽上升管

7、之间会形成一定的一定的密度差密度差，这个密度，这个密度差所能提供的压头与冷凝差所能提供的压头与冷凝段和蒸发段的高度差密切段和蒸发段的高度差密切相关，它用以平衡蒸汽流相关，它用以平衡蒸汽流动和液体流动的压力损失，动和液体流动的压力损失，维系着系统的正常运行而维系着系统的正常运行而不再需要外加动力。不再需要外加动力。 冷凝段冷凝段蒸发段蒸发段回路热管回路热管利用毛细现象进回路热管利用毛细现象进行传热，不需外加动力，行传热，不需外加动力，可远距离传热，气液通道可远距离传热，气液通道分离，能承受比普通热管分离，能承受比普通热管更高的热量，且形状设计更高的热量，且形状设计具有弹性。具有弹性。蒸发器蒸发器

8、冷凝器冷凝器产品应用产品应用微型热管及小型热管细纤维束灯芯型细纤维束灯芯型轴沟槽型轴沟槽型筛网型筛网型微型热管作为一微型热管作为一项很有前途的技项很有前途的技术，可用于计算术，可用于计算机芯片以获得高机芯片以获得高的热量导出率及的热量导出率及温度均匀化。温度均匀化。结构种类结构种类热管技术在节能中的应用热管技术在节能中的应用1. 热管技术在余热回收中的应用2. 热管技术空调系统冷、热量的回收3. 其他应用热管应用简介热管应用简介热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热

9、管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。 热管技术在余热回收中的应用热管技术在余热回收中的应用热管式空气预热器热管式空气预热器热管式省煤器热管式省煤器热管式余热锅炉热管式余热锅炉主要形式主要形式实物图实物图气气换热气气换热气液换热气液换热高温热管高温热管常见热管换热器热管空气预热器热管空气预热器常见热管换热器热管省煤器热管省煤器常见热管换热器热热管管热热风风炉炉太太阳阳能能集集热热器器由于石油危机和环境污染的日益严重，在发达国家以及发展中国家太阳能利用的研究受到相当的重视，研究和商业生产同时并举，进展相当迅速。一方面太阳能是一个巨大的，清洁的能源，但是它却是间断的，要连续的供能，就需要适当的储能系统，此外，太阳能的密度低，为取得必要的能量，常常需要采用聚焦系统，在这些方面，热管作为热能的传递元件是具有很大的潜力的。空调系统冷、热量的回收空调系统冷、热量的回收在发达国家，通风、空调和制冷设备的能源消耗占总能耗的很大比重，所以，在这一领域中节能技术能起到很大的作用。另外如军火工业的火工品车间，生产药剂厂，医院手术室等部门，所使用的直流式空调系统，用电量大，造价高，节能潜力巨大。 由于热管换热器可以做