1熱管的結構及性能分析
1.1熱管的結構性能
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60年代初發展起來的一種技術,熱管最先應用于空間技術和航天軍事領域,由于熱管具有眾多優點而被許多科學研究者研究,現在被各行業廣泛采用?熱管由管殼?吸液芯和端蓋三部分組成,先將管內抽成負壓后,再充以適量的工作液體(液體或氣體),最后把緊貼管內壁的吸液芯毛細多孔材料加以密封?熱管在軸向上分為蒸發段?蒸發輸送段(絕熱段)和放熱段(冷凝段)三個區域?熱管的發展由最早的鋼鐵水熱管演變至今日的無機熱超導熱管,其耗能越來越少,效率越來越高?熱管的形式有多種,可分為平板式?普通整體式?分離式等,王雙等人的實驗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行業的通風空調?分離式熱管把整體式熱管的加熱段與冷凝段分開呈現,并用管束把蒸發段與冷凝段連接起來使之形成一個閉合整體,氣體液體同向流動?而且蒸發段一般位于冷凝段下部,蒸發段的液體吸熱相變為氣態,在壓力差的作用下自然流入冷凝段,并在冷凝段放熱,再變為液態流向蒸發段實現封閉式循環系統?
1.2熱管的優點分析
熱管的導熱能力可達到良導體銅和銀的幾倍到幾萬倍,而且具有非常高的導熱效率,其導熱系數為傳統換熱器的10~20倍;熱管內部工作具有自發性,不需外部動力,更加節能;熱管換熱器內部各支熱管相互獨立,便于更換維修;熱管內部兩種換熱介質互相隔開,即使一方面發生故障也不會影響到另一方面的工作,使用周期長?
2熱管的應用
2.1熱管在鍋爐中的應用
熱管在鍋爐中的應用主要在空氣預熱器或排煙余熱回收的方面上?傳統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,更加節能?在鍋爐的各項損失中,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,這無疑會造成巨大的能源浪費和環境污染問題?但是,由于鍋爐燃燒的原料易于產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的發展?但是近年來,基于熱管技術的日益成熟,經運行研究指明,熱管換熱器在高溫?腐蝕性等條件下所能達到的熱能回收指標是傳統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約問題作出了巨大貢獻?于鍋爐煙道尾部位置安裝熱管換熱器,經運行研究表明,它能夠吸收從燃燒腔產生的廢氣中的近90%的熱量,并且利用吸收的余熱去加熱周圍的空氣?而且熱管換熱器無可動構件,不需外部動力;熱管內部的冷熱氣流有固體隔開,于是具有局部發生損壞易于維修的優點?而且使用熱管技術能保護環境,遵循我國所提倡的節能減排的理念?
2.2熱管在空調中的應用
目前,我國的空調幾乎已經遍布全國,空調的能耗問題已經日趨嚴重,而且亟待改善?特別是大型商場?醫院?工廠的空調能耗非常之大,于是解決空調的能耗問題是現階段非常重要的任務?解決空調能耗問題主要是提高能源的利用率和降低空調熱(冷)量以及新風負荷的消耗問題?在空調作用下,室內的回風一部分經過空調系統處理后當做新風送入房間,而另一部分則是經過空調系統排出室外,排出室外的空氣能量便被浪費掉了?因此,將回風能量進行回收利用以及提高空調換熱效率對空調能耗有著巨大意義?熱管的兩端分別安裝在新風段與排風段內,熱管因為其獨特的結構,其吸液芯可以非常靈敏地感受到身邊的熱源(冷源)并把能量儲存在其中,再把能量輸入空調內,大大減少空調再發動制熱(制冷)器所需要的能耗?夏季,室內空氣經熱管蒸發段降溫,然后再與新風混合經過冷凝段和表冷器降溫后送入室內?冬季,新風經過冷凝段預熱,回風經過蒸發段放熱后排出,可以極大程度上地減少空調負荷?
3結束語
1) 熱管應用于鍋爐余熱回收時其也存在不便于裝卸?強度剛度是否安全等方面的問題,對熱管的研究可以更進一步探索其內外部耐壓抗沖擊等能力?
2) 將熱管應用于空調系統中不僅能提高能源利用效率和減少能耗,而且對室內的除濕也能起到良好效果?我們對熱管的研究可以著重在提高室內空氣品質上?
3)熱管技術現在更多的是用于工業和空間技術上,但是熱管技術是否可以讓人們的生活更便利一點呢?或者人們可以更多地發現熱管的民用價值?
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