1熱管的結(jié)構(gòu)及性能分析

1.1熱管的結(jié)構(gòu)性能

熱管是一種截面小而傳熱量大且效率高的一種元件,是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù),熱管最先應(yīng)用于空間技術(shù)和航天軍事領(lǐng)域,由于熱管具有眾多優(yōu)點(diǎn)而被許多科學(xué)研究者研究,現(xiàn)在被各行業(yè)廣泛采用?熱管由管殼?吸液芯和端蓋三部分組成,先將管內(nèi)抽成負(fù)壓后,再充以適量的工作液體(液體或氣體),最后把緊貼管內(nèi)壁的吸液芯毛細(xì)多孔材料加以密封?熱管在軸向上分為蒸發(fā)段?蒸發(fā)輸送段(絕熱段)和放熱段(冷凝段)三個(gè)區(qū)域?熱管的發(fā)展由最早的鋼鐵水熱管演變至今日的無(wú)機(jī)熱超導(dǎo)熱管,其耗能越來(lái)越少,效率越來(lái)越高?熱管的形式有多種,可分為平板式?普通整體式?分離式等,王雙等人的實(shí)驗(yàn)研究證明了分離式的熱管具有更高的換熱效率和傳熱能力,多用于IT行業(yè)的通風(fēng)空調(diào)?分離式熱管把整體式熱管的加熱段與冷凝段分開呈現(xiàn),并用管束把蒸發(fā)段與冷凝段連接起來(lái)使之形成一個(gè)閉合整體,氣體液體同向流動(dòng)?而且蒸發(fā)段一般位于冷凝段下部,蒸發(fā)段的液體吸熱相變?yōu)闅鈶B(tài),在壓力差的作用下自然流入冷凝段,并在冷凝段放熱,再變?yōu)橐簯B(tài)流向蒸發(fā)段實(shí)現(xiàn)封閉式循環(huán)系統(tǒng)?

1.2熱管的優(yōu)點(diǎn)分析

熱管的導(dǎo)熱能力可達(dá)到良導(dǎo)體銅和銀的幾倍到幾萬(wàn)倍,而且具有非常高的導(dǎo)熱效率,其導(dǎo)熱系數(shù)為傳統(tǒng)換熱器的10~20倍;熱管內(nèi)部工作具有自發(fā)性,不需外部動(dòng)力,更加節(jié)能;熱管換熱器內(nèi)部各支熱管相互獨(dú)立,便于更換維修;熱管內(nèi)部?jī)煞N換熱介質(zhì)互相隔開,即使一方面發(fā)生故障也不會(huì)影響到另一方面的工作,使用周期長(zhǎng)?

2熱管的應(yīng)用

2.1熱管在鍋爐中的應(yīng)用

熱管在鍋爐中的應(yīng)用主要在空氣預(yù)熱器或排煙余熱回收的方面上?傳統(tǒng)鍋爐排煙管道余熱回收率低,而使用熱管換熱器后,余熱回收率高,更加節(jié)能?在鍋爐的各項(xiàng)損失中,排煙熱損失占鍋爐輸入熱量的5%~10%,也就是排煙損失占電廠煤耗量的5%~10%?由此可見,這部分熱量的回收非常有必要?鍋爐排放的煙氣溫度一般高于100℃,而且鍋爐排放煙氣成分中將近有六分之一的是水,并且里面也包含有二氧化碳和有毒氣體?若直接把它排向空氣,這無(wú)疑會(huì)造成巨大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題?但是,由于鍋爐燃燒的原料易于產(chǎn)生具有腐蝕性的氣體和大量粉塵,這很大程度上限制著余熱回收技術(shù)的發(fā)展?但是近年來(lái),基于熱管技術(shù)的日益成熟,經(jīng)運(yùn)行研究指明,熱管換熱器在高溫?腐蝕性等條件下所能達(dá)到的熱能回收指標(biāo)是傳統(tǒng)換熱器所可望不可及的?熱管換熱器用于鍋爐的煙氣余熱回收為鍋爐的能源節(jié)約問題作出了巨大貢獻(xiàn)?于鍋爐煙道尾部位置安裝熱管換熱器,經(jīng)運(yùn)行研究表明,它能夠吸收從燃燒腔產(chǎn)生的廢氣中的近90%的熱量,并且利用吸收的余熱去加熱周圍的空氣?而且熱管換熱器無(wú)可動(dòng)構(gòu)件,不需外部動(dòng)力;熱管內(nèi)部的冷熱氣流有固體隔開,于是具有局部發(fā)生損壞易于維修的優(yōu)點(diǎn)?而且使用熱管技術(shù)能保護(hù)環(huán)境,遵循我國(guó)所提倡的節(jié)能減排的理念?

2.2熱管在空調(diào)中的應(yīng)用

目前,我國(guó)的空調(diào)幾乎已經(jīng)遍布全國(guó),空調(diào)的能耗問題已經(jīng)日趨嚴(yán)重,而且亟待改善?特別是大型商場(chǎng)?醫(yī)院?工廠的空調(diào)能耗非常之大,于是解決空調(diào)的能耗問題是現(xiàn)階段非常重要的任務(wù)?解決空調(diào)能耗問題主要是提高能源的利用率和降低空調(diào)熱(冷)量以及新風(fēng)負(fù)荷的消耗問題?在空調(diào)作用下,室內(nèi)的回風(fēng)一部分經(jīng)過空調(diào)系統(tǒng)處理后當(dāng)做新風(fēng)送入房間,而另一部分則是經(jīng)過空調(diào)系統(tǒng)排出室外,排出室外的空氣能量便被浪費(fèi)掉了?因此,將回風(fēng)能量進(jìn)行回收利用以及提高空調(diào)換熱效率對(duì)空調(diào)能耗有著巨大意義?熱管的兩端分別安裝在新風(fēng)段與排風(fēng)段內(nèi),熱管因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu),其吸液芯可以非常靈敏地感受到身邊的熱源(冷源)并把能量?jī)?chǔ)存在其中,再把能量輸入空調(diào)內(nèi),大大減少空調(diào)再發(fā)動(dòng)制熱(制冷)器所需要的能耗?夏季,室內(nèi)空氣經(jīng)熱管蒸發(fā)段降溫,然后再與新風(fēng)混合經(jīng)過冷凝段和表冷器降溫后送入室內(nèi)?冬季,新風(fēng)經(jīng)過冷凝段預(yù)熱,回風(fēng)經(jīng)過蒸發(fā)段放熱后排出,可以極大程度上地減少空調(diào)負(fù)荷?

3結(jié)束語(yǔ)

1) 熱管應(yīng)用于鍋爐余熱回收時(shí)其也存在不便于裝卸?強(qiáng)度剛度是否安全等方面的問題,對(duì)熱管的研究可以更進(jìn)一步探索其內(nèi)外部耐壓抗沖擊等能力?

2) 將熱管應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)中不僅能提高能源利用效率和減少能耗,而且對(duì)室內(nèi)的除濕也能起到良好效果?我們對(duì)熱管的研究可以著重在提高室內(nèi)空氣品質(zhì)上?

3)熱管技術(shù)現(xiàn)在更多的是用于工業(yè)和空間技術(shù)上,但是熱管技術(shù)是否可以讓人們的生活更便利一點(diǎn)呢?或者人們可以更多地發(fā)現(xiàn)熱管的民用價(jià)值?

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