热管技术在热能工程中的应用特点
高宏伟 王岜
（１．哈尔滨锅炉供暖经营有限责任公司共乐供暖分公司，哈尔滨１５００００；２．哈尔滨锅炉供暖经营有限责任公司，哈尔滨１５００００）
近十几年来，地面上热管的应用发
展得十分迅速。其一是借助热管的良好
导热性用于一些特殊的以导热为主的高
热流场合，如电子器件的冷却、刀具冷却
及铸膜冷却等：其二是借助热管的等温
性用在一些等温要求较高构设备上，如
均温炉、黑体炉等：其三也是最主要的应
用领域即用热管组成的换热器回收各种
余热．如工业窑炉、工业锅炉和烟气余
热，以及空调中的低温余热。
热管换热器的兴起及发展是与世界
能源形势密切相关的。随着能源需求矛
盾的日益尖锐，开发新能源及节约现有
能源则显得更加迫切，因而余热利用引
起了越来越多的关注，在这个领域中，热
管换热器具有独特的优点，所以得到了
较大的发展。
目前热管换热器应用得较多的场合
是工业锅炉及工业锅炉中用来加热空气
的热管式空气预热器及用来加热给水的
热管式省煤器。电站锅炉中用来代替蒸
汽暖风器的前置式热管空气预热器、低
温热管空气预热器和服琉前后烟气间换
热的热管换热器：以及空调制冷中用来
回收余热余冷的热管式换热器。
一、热管技术的几个特点
以热管为传热单元的热管换热器同
常规换热器相比．有很多独特的优越性：
１．传热效率高。由于热管换热器是
以热管为传热单元．热管具有很高的导
热性。与银、铜、铝等金属相比，单位重量
的热管可以多传递几个数量级的热量。
热管换热器的效率往往可达８０％以上，
可以有效地利用数量几乎无限以及形式
多种多样的工业废热、太阳能、地热能等
低品位能源和回收采暖空调系统供、回
风之间小温差热能。
２．热管管壁温度的可调性。热管管
壁温度可以调节，这在低温余热回收或
热交换中是相当重要的．因为可以通过
适当的热流变换把热管管壁温度调整在
低温度流体的露点以上。从而可以防止
露点腐蚀，保证设备长期运行。
第１１卷第３期 ２ ０ １ １年６月 剖垮 室调
ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＡＩＲ—ＣＯＮＤＩＴ１０ＮＩＮＧ
分离式热管技术在空调末端设备中的应用
王领¨ 马凤华＂ 李树林 ’
”（河南财政税务高等专科学校） （国家粮食储备局郑州科学研究设计院）
摘要为了改善传统恒温恒湿空调系统能源浪费的现状，介绍分离式热管辅助除湿系统的工作原理，分 析该系统的评价指标以及效率影响因素，并提出后续工作建议。 关键词分离式热管；潜热负荷；除湿；恒温恒湿；空调
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｅ ｈｅａｔ ｐｉｐｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎｔｏ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｗａｎｇ Ｌｉｎｇ ’ Ｍａ Ｆｅｎｇｈｕａ Ｌｉ Ｓｈｕｌｉｎ
”（Ｈｅｎａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｉｎａｎｃｅ Ｔａｘａｔｉｏｎ）
（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｔａｔｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒａｉｎ Ｒｅｓｅｒｖｅ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓｔｅ ｂｙ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ
ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｅ ｈｅａｔ ｐｉｐｅ ａｓｓｉｓｔｅｄ
ｄｅｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ
ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｏｍｅ ｆｏｌｌｏｗ－ｕｐ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｓｅｐａｒａｔｅ ｈｅａｔ ｐｉｐｅ；ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ ｌｏａｄ；ｄｅｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ
热管技术在热能工程中的应用
随着科学技术的不断发展，热能工程也在不断发展，但是在热能工程中却遇到了前所未有的难题，那就是高绝热材料和高导热材料的研究和使用。在这种情况下，热管的发明解决了这一技术难题。从数量级水平上来讲，热管的导热系数最高可以达到105 w/m·℃，是铝、柴铜、银等金属的几百倍甚至上千倍。通过热管技术，可以从截面积非常小的热管中将大量的热进行远距离传输并且不需要施加任何动力。目前，热管以它优良的导热性能，可靠的工作状态越来越受到热能工程的青睐。
1 热管的基本组成及工作原理
1.1 热管的基本组成
常用的热管主要包括3部分结构：主体、内部空腔和毛细结构等。其中主体部分是一段封闭状态的金属管，金属管通常是由不锈钢、碳钢等金属制成的可以承受相当大压力的全封闭结构，在其内部空腔里面存在着少量的气态或者液态的工作液（水、甲醇、丙醇、氨等）以及毛细结构，金属管内的空气和杂物不能包括在内。热管本身就是抽成真空的封闭系统。
1.2 热管的工作原理
按照传热的状况，沿热管轴可以将热管分成三个工作段，即蒸发、冷凝、绝热三段。在工作过程中，外部热量导致蒸发段以及内部的液体温度升高蒸发，蒸发后蒸发段的气压迅速升高，当气压达
到饱和蒸发压时，热量便以潜热的形式传递给蒸汽。在这个过程中，蒸发段内的饱和蒸汽压逐渐升高，这样就导致蒸汽段的气压远远大于冷凝段的气压，此时蒸汽便沿着蒸汽通道慢慢流向冷凝段，然后在冷凝段进行冷凝，从而放出潜热。从冷凝段放出的潜热通过吸液芯和热管的管壁，将热量传递到管外，这样就完成了无外力的热传统过程。在工作过程中，释放完热量的液体沿吸液芯进行回流，并最终回流到蒸发段，然后进行下一次的热量传递。这样周而复始，就可以不断地将热量从蒸发段传递到冷凝段。在热量传递的过程中，绝热段一方面为热管内流动的液体提供了流动的通道，另一方面还将蒸发段与冷凝段完整隔开，并且保证热管内的热量不向外界散失，从而保证了热量的有效传递。
热管技术的工作原理及在多领域中的应用
1、热管的基本组成及工作原理
A、热管的组成：
热管主要由主体（一根封闭的金属管）、充注工作介质的内腔和毛细结构（管芯）。在制作时，管内的空气和其他杂物要清除干净，需为真空状态。
B、热管的工作原理：
一个完成的热管，沿轴可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。当热管在工作时，热管的蒸发段受到外界热量影响，此处的工作介质受热蒸发，蒸发后气压迅速升高，由于蒸发段与冷凝段气压不同，蒸发段的蒸汽沿着通道流向冷凝段，冷凝段温度低于蒸发段，于是蒸汽在此处释放热量并冷凝，回落到蒸发段，此时就完成了热量的传递。如此的周而复始，就完成了大量的热量的传递。热管热量的传递是无外力自动发生的，利用工作介质的相变来进行的，通常只要有温差，就能产生热量的传递。由于蒸发段与冷凝段之间是有绝热装置完全隔离开的，因此能够保证热管内的热量不会散失到外界，保证了热量的传递。
2、热管技术的应用
由于热管技术具有很快的传热速度，因此被应用于各个领域。而且在使用过程中，可根据实际使用情况，可通过热管将热源和冷源完全分离开来完成热量的传递，非常的灵活和便捷。 A、在航空航天中的应用
热管技术最早是应用于航天航空中的。航天器在天空中时，向着阳光的一面温度高，背阴面温度较低，温差较大，而利用热管技术，热管的蒸发段从向阳的一面吸收热量，传递到背阴的一面，以此来实现两侧温度的平衡，避免两侧的温差过大，导致航天器出现故障。
B、工业领域中的热回收应用
在工业领域，余热资源非常多，但能够再次进行利用的却很有限，由于技术或资金的原因，导致一些余热资源被浪费掉了。如很常见的烘干或类似的工序，需要先将环境中的空气（即新风）送进反应炉中，经过加温，加热到符合条件的热度后，在进行下一步作业，为保证炉内空气的新鲜和维持一定的压力，需要将作业完后的空气排出，此时排除的空气会带有一定的热量；通过热管技术，对这部分热量进行回收，对新风进行预热，就减少了能源的投入，降低了成本。
