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    热管换热器介绍
    发布时间:2025-04-18 浏览量:2960

    一、热管换热器介绍:

    热管式换热器是一种新型的换热器,于70年代初才开始应用于工业中作为节能设备。虽然热管换热器在工业中应用时间不长,但发展速度很快。其最大特点是:结构简单、换热效率高,在传递相同热量的条件下,它的金属耗量少于其他类型的换热器,换热流体通过换热器时的压力损失也比其他换热器小,因而动力消耗也小。
    二、热管的工作原理:
     
    热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的高效传热元件,它可以将大量热量通过其很小的截面积长距离地传输而无需外加动力。热管的基本工作原理如上图所示。
    热管是以一种封闭的管子或筒体作为壳体,待壳体抽成真空后充入适量的可以发生相变的介质,密封壳体后即成热管。热管蒸发段受热时其中换热介质吸收热量后蒸发汽化,蒸汽在微小的压差下流向凝结段放热并凝结成液体,液体再通过压力差作用流回蒸发段,如此循环不止。
     
    三、热管换热器主要特点:
    1. 热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开,在运行过程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏, 也只是单根热管失效,而不会发生冷热流体的掺杂。所以热管换热器用于易然、易爆、 腐蚀等流体的换热场合具有很高的可靠性。
    2. 热管换热器的冷、热流体完全分开流动,可以比较容易的实现冷、热流体的完全逆流换热;同时冷热流体均在管外流动,由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数,且两侧受热面均可采用扩展受热面。用于品位较低的热能的回收非常经济。
    3. 对于含尘量较高的流体,热管换热器可以通过热管结构尺寸,扩展受热面形式,以解决换热器的磨损堵灰问题。
    4.  热管换热器的主要优点:
    a.结构紧凑,单位体积的传热面积大
    b.没有转动部件,不额外消耗能源
    c.每根热管自成换热体系,不宜脏堵,便于更换
    d.热管的传热是可逆的,冷热流体可以变换
    e.冷、热气流之间的温差较小时,也能得到一定的回收效率
    f.本身的温降很小,接近于等温运行,换热效率高
    g.可根据不同效率、风阻、尺寸等设计要求而进行非标设计。
     
    四、热管换热器的细分
    1:低温三维热管(适用温度范围-30~80℃)
    主要应用于民用或者商用建筑领域,由于此类建筑在设计空调时考虑空气品质,有新排风的功能性设计,故此时使用低温三维热管将室内排风中的冷量转移到即将通入到室内的新风侧,以此降低空调能耗,经研究,使用热管换热器后的新风空调机组比无换热的空调机组,整体节能至少30%以上。
    低温三维热管从材质上又分为铝管铝翅片和铜管铝翅片
    铝管铝翅片采用H1060铝整体冷轧而成,其螺旋翅片均匀的分布在内基管的表面。
    铜管铝翅片则内基管为紫铜管,而翅片则为连续的覆亲水膜的铝翅片,通过在铝翅片上先打孔,再穿入紫铜管,后将穿入的紫铜管通过机械涨管,使基管与翅片之间接触紧密以达到更好的换热效果。
    根据不同的使用场景,选择不同材质的低温三维热管以此更契合场景的使用需求,比如在一些环境较差的工业场所(含尘偏大,含微量有腐蚀等),优先选择铝管铝翅片热管,因为其在制作过程中,均为活性密封,所以当其中有部分热管遭到损伤时可进行检修更换。而铜管铝翅片的低温三维热管,由于其较为轻便的体积和重量,则更适用于舒适性场所(办公楼、酒店等)
    2:U型热管
    U型热管一般适用于工艺性的除湿场所,由于近年来锂电、医药、生物实验等领域的急速发展,而此类场所对于室内的空气湿度有着严格的要求,往往处理空气中的水份时需要耗费极大的能量(除湿工艺一般是先降温除湿,后升温送风),而我们的U型热管则能很好的辅助降温除湿冷盘来大大缩减其中的能量消耗,具体为:U型热管换热器的蒸发段和冷凝段均为水平布置,分别位于降温除湿冷盘的两侧,蒸发段和冷凝段用铜管连接。U型热管除湿系统的平面布置示意图如图所示。
     
    采用除湿热管后,由于表冷器(降温除湿冷盘)后面空气的温度远低于表冷器前面的空气温度,故热管可以利用温度差。将热量由热管预冷段转移至热管再热段,而空气经过热管预冷段冷却后,再经过冷盘冷却除湿,表冷器除湿量大大增加并且减小了其降温能耗。过冷后的空气经过热管再热段,温度升高到舒适的送风温度,同时相对湿度大大降低后续再热后的能耗。
    U型热管的构造与铜管铝翅片热管相同,为薄壁紫铜管与波纹铝翅片经水压胀管而成,蒸发段和冷凝段采用用铜管连接,构成热管。
     
    3:中高温余热回收热管换热器(适用温度范围80~300℃)
    余热回收换热器主要应用于工业领域,一般的工业排放废气温度较高,直接排放造成了较大的热能浪费,故可通过余热回收热管换热器,将其中的热量进行大量回收,回收的热量可用于工艺生产的进风的预热,以此大大降低工业生产中的能耗。
    由于其使用场所的特殊性(高温、粉尘大,含腐蚀性等),故根据废气的成分以及使用场景,余热回收热管换热器的材质可采用碳钢管铝翅片,碳钢管碳钢翅片、不锈钢管铝翅片,不锈钢管不锈钢翅片等不同材质,根据使用场景温度不同,基管内部注入不同的换热介质,还可以定制不同管径的基管,不同规格的翅片来达到更高效的换热性能。无论从结构、工艺、尺寸、换热需求等均可定制化设计,满足了其多元化场景需求
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