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热管技术在节能领域的应用


回路热管
蒸发器
冷凝器
回路热管利用毛细现象进 行传热,不需外加动力, 可远距离传热,气液通道 分离,能承受比普通热管 更高的热量,且形状设计 具有弹性。
产 品 应 用
微型热管及小型热管
结 构 种 类
细纤维束灯芯型
轴沟槽型
筛网型
微型热管作为一 项很有前途的技 术,可用于计算 机芯片以获得高 的热量导出率及 温度均匀化。
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在热量迁移中,有六 个相互关联的工作过 程。
重力热管
有芯热管
热管的基本特性 相变,汽化潜热 饱和温度对应一 定的饱和压力
高导热性
可变导热管,使其热 阻随加热量变化 恒温特性 基本特性
等温特性
改变蒸发段或冷 凝段的加热面积 热流密度可变性
热二极管与热开关 重力热管相当于 一个热二极管
地 热 热 管
永 冻 层 热 管
Chapter
分离式热管
蒸 发 段 冷 凝 段
分离式热管的冷凝段必须 高于蒸发段,液体下降管 与蒸汽上升管之间会形成 一定的密度差,这个密度 差所能提供的压头与冷凝 段和蒸发段的高度差密切 相关,它用以平衡蒸汽流 动和液体流动的压力损失, 维系着系统的正常运行而 不再需要外加动力。
分离式热管最大的特点是冷凝段和蒸发段可以较远距离安装,从而 使得冷热流体完全隔离,避免了相互渗漏的问题 ,安全性能较经典 热管大为提高。
传热方向的可逆性 对有芯热管,其内部 循环动力是毛细力
热管的分类
有芯热管、重力热管、重力辅助热管、旋转热 管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透 热管等等 低温热管、常温热管、中温热管、高温热管
按工作液体回流动力区分
按热管管内工作温度区分
按管壳与工作液体组合区分
铜-水热管、碳钢-水热管、铝-丙酮热管、碳钢萘热管、不锈钢-钠热管等 普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微 型热管、平板热管、径向热管等 有传输热量的热管、热二极管、热开关、热控 制用热管、仿真热管、制冷热管等
低风量电机,同样可以得到满意效果,使得困扰风冷散热的噪音问题得到良
好解决,开辟了散热行业新天地。
热管技术在余热回收中的应用
主要形式
实物图
气 气 换 热 气 液 换 热 高 温 热 管
热管式空气预热器
热管式省煤器
热管式余热锅炉
常见热管换热器
热 管 空 气 预 热 器
常见热管换热器
热 管 省 煤 器
常见热管换热器
热 管 热 风 炉
太 阳 能 集 热 器
由于石油危机和环境污染的日益严重,在发达国家以及发 展中国家太阳能利用的研究受到相当的重视,研究和商业 生产同时并举,进展相当迅速。一方面太阳能是一个巨大 的,清洁的能源,但是它却是间断的,要连续的供能,就 需要适当的储能系统,此外,太阳能的密度低,为取得必 要的能量,常常需要采用聚焦系统,在这些方面,热管作 为热能的传递元件是具有很大的潜力的。
热管技术在节能中的应用
1. 热管技术在余热回收中的应用 2. 热管技术空调系统冷、热量的回收 3. 其他应用
热管应用简介
热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业,自从被引入散热器制造行业, 使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠高风量电机来获得 更好散热效果的单一散热模式,采用热管技术使得散热器即便采用低转速、
HEAT PIPE TECHNOLOGY
热管技术在节能中的应用
主要内容
Heat pipe technology in the remaining heat recovery process applications
一 热管及其特性 二 热管的分类 三 热管技术应用
热管及其特性
Chapter
1. 热管的组成 2. 热管的工作过程
3. 热管的基本特性
热管的组成
壳体
管芯
热管组成
壳体 吸液芯 工作流体Fra bibliotek工作液工作蒸气
工 作 原 理
在真空状态下,液体的沸点降低 同种物质的汽化潜热比显热高的多 多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动
• 管的一端为蒸发段(加热段), 另一端为冷凝段(冷却段), 根据应用需要在两段中间可 布置绝热段。当热管的一端 受热时毛纫芯中的液体蒸发 汽化,蒸汽在微小的压差下 流向另一端放出热量凝结成 液体,液体再沿多孔材料靠 毛细力的作用流回蒸发段。 如此循环不止,热量由热管 一端传至另外一端。这种循 环是快速进行的,热量可以 被源源不断地传导开来。
按结构形式区分
按功能划分
两相闭式热虹吸管(重力热管)
重 力 热 管
旋转热管
对于低速旋转的场合已不可 能借助离心力来实现其内部 的汽液循环流动,必须在管 内增设其他泵送液体的结构, 如毛细芯等元件以促使其冷 是 旋 当高速旋转时,如图所示, 凝液的流动,即使热管呈水 热 转 其蒸发段和冷凝段的内径不 管 热 平放置仍可正常工作,如图 同,内径较大的蒸发段,因 自 管 所示,这种水平放置的热管 身 的 液体受的离心力较大,可促 又称为卧式热管,多用于急 是显 使冷凝液体沿管壁流回到蒸 需冷却又难于顾及的场合, 旋 著 发段,这种高速旋转热管一 如冷却卧式细长芯轴,在塑 转 特 般用于电机转子,切削刀具 件 征 料、橡胶挤出机的细长芯轴 的冷却。 冷却方面有着广泛的应用。
• 空调系统冷、热量的回收
• 在发达国家,通风、空调和制冷设 备的能源消耗占总能耗的很大比重, 所以,在这一领域中节能技术能起 到很大的作用。另外如军火工业的 火工品车间,生产药剂厂,医院手 术室等部门,所使用的直流式空调 系统,用电量大,造价高,节能潜 力巨大。 由于热管换热器可以做 到在传热方向上的可逆,所以十分 适合在上述部门中使用,同一台设 备在夏天回收冷量,冬天回收热量, 回收的温度范围一般在-20℃~40℃。 热管的表面用大翅化比的翅片形式 以增加其换热面积,对于新鲜空气 要求高的场合,热管换热器的隔板 可以考虑使用双层结构,以保证气 流不会互相泄露。
热管的工作过程
• (1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到液-汽 分界面; (2)液体在蒸发段内的液-汽分界面上蒸发; (3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段; (4)蒸汽在冷凝段内的汽-液分界面上凝结; (5)热量从汽-液分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源; (6)在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。
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