熱管技術(shù)在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用

1、HEAT PIPE TECHNOLOGY 熱管技術(shù)在熱管技術(shù)在節(jié)能中節(jié)能中的應(yīng)用的應(yīng)用主要內(nèi)容主要內(nèi)容Heat pipe technology in the remaining heat recovery process applications 一 熱管及其特性二 熱管的分類三 熱管技術(shù)應(yīng)用Chapter 熱管及其特性 熱管的組成 熱管的工作過(guò)程 熱管的基本特性熱管的組成吸液芯 工作流體殼殼體熱熱管組組成工工作作原原理理在真空狀態(tài)下，液體的沸點(diǎn)降低在真空狀態(tài)下，液體的沸點(diǎn)降低同種物質(zhì)的汽化潛熱比顯熱高的多同種物質(zhì)的汽化潛熱比顯熱高的多多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)液體的抽吸力可使液體流動(dòng)多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)液體的

2、抽吸力可使液體流動(dòng)殼體殼體工作蒸氣工作蒸氣管芯管芯工作液工作液管的一端為蒸發(fā)段(加熱段)，另一端為冷凝段(冷卻段)，根據(jù)應(yīng)用需要在兩段中間可布置絕熱段。當(dāng)熱管的一端受熱時(shí)毛紉芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán)不止，熱量由熱管一端傳至另外一端。這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開來(lái)。熱管的工作過(guò)程熱管的工作過(guò)程在熱量遷移中，有六個(gè)相互關(guān)聯(lián)的工作過(guò)程。重力熱管重力熱管有芯熱管有芯熱管（1）熱量從熱源通過(guò)熱管管壁和充滿工作液體的吸液芯傳遞到液-汽分界面；（2）液體在蒸發(fā)段內(nèi)的液-汽分界面上蒸發(fā)；（3）蒸汽

3、腔內(nèi)的蒸汽從蒸發(fā)段流到冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段內(nèi)的汽-液分界面上凝結(jié)；（5）熱量從汽-液分界面通過(guò)吸液芯、液體和管壁傳給冷源；（6）在吸液芯內(nèi)由于毛細(xì)作用使冷凝后的工作液體回流到蒸發(fā)段。熱管的基本特性等溫特性等溫特性 高導(dǎo)熱性高導(dǎo)熱性 熱流密度可變性熱流密度可變性傳熱方向的可逆性傳熱方向的可逆性恒溫特性恒溫特性熱二極管與熱開關(guān)熱二極管與熱開關(guān)基本特性相變，汽化潛熱飽和溫度對(duì)應(yīng)一定的飽和壓力可變導(dǎo)熱管，使其熱阻隨加熱量變化重力熱管相當(dāng)于一個(gè)熱二極管對(duì)有芯熱管，其內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)力改變蒸發(fā)段或冷凝段的加熱面積熱管的分類熱管的分類按工作液體回流動(dòng)力區(qū)分按工作液體回流動(dòng)力區(qū)分有芯熱管、重力熱管、重

4、力輔助熱管、旋轉(zhuǎn)熱有芯熱管、重力熱管、重力輔助熱管、旋轉(zhuǎn)熱管、電流體動(dòng)力熱管、磁流體動(dòng)力熱管、滲透管、電流體動(dòng)力熱管、磁流體動(dòng)力熱管、滲透熱管等等熱管等等按熱管管內(nèi)工作溫度區(qū)分按熱管管內(nèi)工作溫度區(qū)分低溫?zé)峁?、常溫?zé)峁?、中溫?zé)峁堋⒏邷責(zé)峁艿蜏責(zé)峁?、常溫?zé)峁?、中溫?zé)峁?、高溫?zé)峁馨垂軞づc工作液體組合區(qū)分按管殼與工作液體組合區(qū)分銅銅-水熱管、碳鋼水熱管、碳鋼-水熱管、鋁水熱管、鋁-丙酮熱管、碳鋼丙酮熱管、碳鋼-萘熱管、不銹鋼萘熱管、不銹鋼-鈉熱管等鈉熱管等按結(jié)構(gòu)形式區(qū)分按結(jié)構(gòu)形式區(qū)分普通熱管、分離式熱管、毛細(xì)泵回路熱管、微普通熱管、分離式熱管、毛細(xì)泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等型熱管、平板

5、熱管、徑向熱管等按功能劃分按功能劃分有傳輸熱量的熱管、熱二極管、熱開關(guān)、熱控有傳輸熱量的熱管、熱二極管、熱開關(guān)、熱控制用熱管、仿真熱管、制冷熱管等制用熱管、仿真熱管、制冷熱管等兩相閉式熱虹吸管（重力熱管）重力熱管重力熱管旋轉(zhuǎn)熱管旋轉(zhuǎn)熱管的顯著特征旋轉(zhuǎn)熱管的顯著特征是熱管自身是旋轉(zhuǎn)件是熱管自身是旋轉(zhuǎn)件對(duì)于低速旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合已不可能借助離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部的汽液循環(huán)流動(dòng)，必須在管內(nèi)增設(shè)其他泵送液體的結(jié)構(gòu)，如毛細(xì)芯等元件以促使其冷凝液的流動(dòng)，即使熱管呈水平放置仍可正常工作，如圖所示，這種水平放置的熱管又稱為臥式熱管，多用于急需冷卻又難于顧及的場(chǎng)合，如冷卻臥式細(xì)長(zhǎng)芯軸，在塑料、橡膠擠出機(jī)的細(xì)長(zhǎng)芯軸冷卻方面有

6、著廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖所示，其蒸發(fā)段和冷凝段的內(nèi)徑不同，內(nèi)徑較大的蒸發(fā)段，因液體受的離心力較大，可促使冷凝液體沿管壁流回到蒸發(fā)段，這種高速旋轉(zhuǎn)熱管一般用于電機(jī)轉(zhuǎn)子，切削刀具的冷卻。 分離式熱管分離式熱管最大的特點(diǎn)是冷凝段和蒸發(fā)段可以較遠(yuǎn)距離安裝，從而分離式熱管最大的特點(diǎn)是冷凝段和蒸發(fā)段可以較遠(yuǎn)距離安裝，從而使得冷熱流體完全隔離，避免了相互滲漏的問(wèn)題使得冷熱流體完全隔離，避免了相互滲漏的問(wèn)題 ，安全性能較經(jīng)典，安全性能較經(jīng)典熱管大為提高。熱管大為提高。分離式熱管的分離式熱管的冷凝段必須冷凝段必須高于蒸發(fā)段高于蒸發(fā)段，液體下降管，液體下降管與蒸汽上升管之間會(huì)形成與蒸汽上升管之間會(huì)形成一

7、定的一定的密度差密度差，這個(gè)密度，這個(gè)密度差所能提供的壓頭與冷凝差所能提供的壓頭與冷凝段和蒸發(fā)段的高度差密切段和蒸發(fā)段的高度差密切相關(guān)，它用以平衡蒸汽流相關(guān)，它用以平衡蒸汽流動(dòng)和液體流動(dòng)的壓力損失，動(dòng)和液體流動(dòng)的壓力損失，維系著系統(tǒng)的正常運(yùn)行而維系著系統(tǒng)的正常運(yùn)行而不再需要外加動(dòng)力。不再需要外加動(dòng)力。 冷凝段冷凝段蒸發(fā)段蒸發(fā)段回路熱管回路熱管利用毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)回路熱管利用毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)行傳熱，不需外加動(dòng)力，行傳熱，不需外加動(dòng)力，可遠(yuǎn)距離傳熱，氣液通道可遠(yuǎn)距離傳熱，氣液通道分離，能承受比普通熱管分離，能承受比普通熱管更高的熱量，且形狀設(shè)計(jì)更高的熱量，且形狀設(shè)計(jì)具有彈性。具有彈性。蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷凝器冷凝器

8、產(chǎn)品應(yīng)用產(chǎn)品應(yīng)用微型熱管及小型熱管細(xì)纖維束燈芯型細(xì)纖維束燈芯型軸溝槽型軸溝槽型篩網(wǎng)型篩網(wǎng)型微型熱管作為一微型熱管作為一項(xiàng)很有前途的技項(xiàng)很有前途的技術(shù)，可用于計(jì)算術(shù)，可用于計(jì)算機(jī)芯片以獲得高機(jī)芯片以獲得高的熱量導(dǎo)出率及的熱量導(dǎo)出率及溫度均勻化。溫度均勻化。結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)種類熱管技術(shù)在熱管技術(shù)在節(jié)能節(jié)能中的應(yīng)用中的應(yīng)用 熱管技術(shù)在余熱回收中的應(yīng)用 熱管技術(shù)空調(diào)系統(tǒng)冷、熱量的回收 其他應(yīng)用熱管應(yīng)用簡(jiǎn)介熱管應(yīng)用簡(jiǎn)介熱管技術(shù)以前被廣泛應(yīng)用在宇航、軍工等行業(yè)，自從被引入散熱器制造行業(yè)，使得人們改變了傳統(tǒng)散熱器的設(shè)計(jì)思路，擺脫了單純依靠高風(fēng)量電機(jī)來(lái)獲得更好散熱效果的單一散熱模式，采用熱管技術(shù)使得散熱器即便采用

9、低轉(zhuǎn)速、低風(fēng)量電機(jī)，同樣可以得到滿意效果，使得困擾風(fēng)冷散熱的噪音問(wèn)題得到良好解決，開辟了散熱行業(yè)新天地。 熱管技術(shù)在余熱回收中的應(yīng)用熱管技術(shù)在余熱回收中的應(yīng)用熱管式空氣預(yù)熱器熱管式空氣預(yù)熱器熱管式省煤器熱管式省煤器熱管式余熱鍋爐熱管式余熱鍋爐主要形式主要形式實(shí)物圖實(shí)物圖氣氣換熱氣氣換熱氣液換熱氣液換熱高溫?zé)峁芨邷責(zé)峁艹Ｒ?jiàn)熱管換熱器熱管空氣預(yù)熱器熱管空氣預(yù)熱器常見(jiàn)熱管換熱器熱管省煤器熱管省煤器常見(jiàn)熱管換熱器熱熱管管熱熱風(fēng)風(fēng)爐爐太太陽(yáng)陽(yáng)能能集集熱熱器器由于石油危機(jī)和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，在發(fā)達(dá)國(guó)家以及發(fā)展中國(guó)家太陽(yáng)能利用的研究受到相當(dāng)?shù)闹匾?，研究和商業(yè)生產(chǎn)同時(shí)并舉，進(jìn)展相當(dāng)迅速。一方面太陽(yáng)能是一個(gè)巨大的，清潔的能源，但是它卻是間斷的，要連續(xù)的供能，就需要適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能系統(tǒng)，此外，太陽(yáng)能的密度低，為取得必要的能量，常常需要采用聚焦系統(tǒng)，在這些方面，熱管作為熱能的傳遞元件是具有很大的潛力的?？照{(diào)系統(tǒng)冷、熱量的回收空調(diào)系統(tǒng)冷、熱量的回收在發(fā)達(dá)國(guó)家，通風(fēng)、空調(diào)和制冷設(shè)備的能源消耗占總能耗的很大比重，所以，在這一領(lǐng)域中節(jié)能技術(shù)能起到很大的作用。另外如軍火工業(yè)的火工品車間，生產(chǎn)藥劑廠，醫(yī)院手術(shù)室等部門，所使用的直流式空調(diào)系統(tǒng)，用電量大，造價(jià)高，節(jié)能潛力巨大。 由于熱管換熱器可以做到