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熱管技術首先于1944年由美國人高格勒(R·S·Gaugler)所發(fā)現(xiàn),并以"熱傳遞裝置"(Heat Transter Device)為名取得專利,當時因未顯示出實用意義,而沒有受到應有的重視。直到六十年代初期,由于宇航事業(yè)的發(fā)展,要求為宇航飛行器提供高效傳熱組件,促使美國洛斯——阿拉莫斯科學實驗室的格羅弗(G·M·Grover)于1964年再次發(fā)現(xiàn)這種傳熱裝置的原理,并命名為熱管(Heat Pipe),首先成功地應用于宇航技術,之后引起了各國學者的極大興趣和重視。熱管技術于上世紀七八十年代進入中國。

熱管是一種具有高導熱性能的傳熱組件,它通過在全封閉真空管殼內工質的蒸發(fā)與凝結來傳遞熱量,具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小、有利于控制露點腐蝕等優(yōu)點。目前已廣泛應用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機械等行業(yè)中,作為廢熱回收和工藝過程中熱能利用的節(jié)能設備,取得了顯著的經濟效益。

目前節(jié)能(余熱回收)領域的熱管換熱器,常用熱管多為重力熱管。重力熱管主要由管殼、端蓋、工質三部分組成。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)應用需要在兩段中間可布置絕熱段。

熱管是依靠自身內部工作液體相變來實現(xiàn)傳熱的傳熱元件,具有超常的熱活性和熱敏感性,遇熱而吸,遇冷而放。

基本特性

1、超強的導熱性:導熱速度快、強度大、效率高,導熱速度可達到音速。

2、良好的等溫性:良好的等溫性使熱管在很小的溫差下,傳遞很大的熱通量,傳熱阻力小。

3、熱流密度可變性:熱管可以獨立改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積,即以較小的加熱面積輸入熱量,而以較大的冷卻面積輸出熱量,或者熱管可以較大的傳熱面積輸入熱量,而以較小的冷卻面積輸出熱量。

4、安全可靠性:不存在管內超壓,不怕干燒。液體工質汽化后,熱管的內壓不隨溫度的變化而變化。

5、環(huán)境的適應性:不受環(huán)境的限制,熱管可根據(jù)環(huán)境的需要而單獨設計。

6、應用領域廣。超導熱管形狀具有更大的靈活性,更廣泛的應用領域,能適應各種惡劣的工作環(huán)境。

熱管余熱回收裝置體積小,只是普通熱交換器的1/3。其工作原理如下圖所示:左邊為煙氣通道,右邊為清潔空氣(水或其它介質)通道,中間有隔板分開互不干擾。高溫煙氣由左邊通道排放,排放時高溫煙氣沖刷熱管,當煙氣溫度>30℃時,熱管被激活便自動將熱量傳導至右邊,這時熱管左邊吸熱,高溫煙氣流經熱管后溫度下降,熱量被熱管吸收并傳導至右邊。常溫清潔空氣(水或其它介質)在鼓風機作用下,沿右邊通道反方向流動沖刷熱管,這時熱管右邊放熱,將清潔空氣(水或其它介質)加熱,空氣流經熱管后溫度升高。

常規(guī)的換熱設備一般都是間壁換熱,冷熱流體分別在器壁的兩側流過,如管壁或器壁有泄露,則將造成停產損失。熱管余熱回收器則是二次間壁換熱,即熱流要通過熱管的蒸發(fā)段管壁和冷凝段管壁才能傳到泠流體。

2、熱管余熱回收器傳熱效率高,節(jié)能效果顯著。

3、熱管余熱回收器具有良好的防腐蝕能力

熱管管壁的溫度可以調節(jié),可以通過適當?shù)臒崃髯儞Q把熱管管壁溫度調整在低溫流體的露點之上,從而可防止露點腐蝕,保證設備的長期運行。由于避開煙氣露點,使灰塵不易粘結于肋片和管壁上。同時熱管在導熱時會產生自振動,使灰不易粘附在管壁和翅片上,因而不會堵灰。

4、安裝及結構布置靈活:

熱管余熱回收器的安裝無需改變原工藝系統(tǒng),結構設計和位置布置非常靈活,可適應各種復雜的場合。

5、使用壽命長:

使用壽命在10年以上,單根熱管可拆卸更換,維護簡單成本低。

6、投資回收期短:

一般在六個月至一年就可回收全部投資。

2、倒焰窯余熱回收

3、電瓷廠冷卻帶余熱回收

4、定型機余熱回收

5、熱污水余熱回收

6、其他領域