分离式热管换热器

适用 工况
型号 项目 序 号
B R K 3 0 5 0 0 × 7 0 0
BRK40
BRK-50
BRK-60
BRK70
BRK80
BRK-100
1
外型尺寸
500× 800
500×900
600×900
600× 1000
600× 1100
700×1200
2
工作 压力
热侧（MPa） 冷侧（MPa） 热侧（℃）
公称压 力
φ25×2 0.0044/ 0.0049 0.0082/ 0.0090 7.38/ 8.01 0.0138/ 0.0152 0.0063/ 0.0069 0.0188/ 0.0208 0.0088/ 0.0097 0.0374/ 0.0412 0.0173/ 0.0190 7.92/ 8.82 14.76/ 16.20 1.0 24.84/ 27.36 11.24/ 12.42 33.84/ 37.44 15.84/ 17.46 67.32/ 74.16 31.14/ 34.20 1.6 2.5 0.6 1.0 1.6 2.5 0.25 0.6
2
180
40/41.99
55/57.68
85/86.74
600
1
269
60/62.7
85/83.88
125/126.13
2
266
60/32.05
80/82.94
125/14.72
700
1
379
90/88.41
120/118.17
175/177.71
2
358
85/83.51
110/111.62
165/167.85

一铁厂1#高炉大修施工方案炼铁技改自制设备组施工部分一、工程简介：炼铁一厂1#高炉大修炼铁技改自制设备组需进行的施工项目包括高架料仓槽下部分、冲渣水处理部分和布袋除尘部分，主要施工内容为因设备长期生产使用产生磨损老化，进行更换，主要施工内容有：（一）布袋除尘部分：1、荒、净煤气管道ø530弯头更换，盲板阀增加补偿器，更换喷嘴；2、调压阀组更换，净煤气管道接DN1400盲板（TRT预留口）；3、布袋除尘荒，净煤气管道补偿器包裹；4、进热风炉段煤气管道检查更换。

（二）冲渣水处理部分：1、冲渣沟插板阀更换，钢渣沟更换3节；2、水渣池滤水管翻新，钢结构保护层翻新，池底滤水材料翻新。

（三）矿槽部分：1、返矿皮带机加长及杂矿改振动筛；2、矿焦主皮带机电动滚筒改减速机传动；3、返矿、返焦电液插板阀更换；4、中间斗溜槽修理。

二、施工地点：炼铁一厂1#高炉三、施工计划：根据本部门的人员配备和施工准备情况，本次1#高炉大修自制设备部分计划施工50天，准备于07年12月11日开工，于08年1月30日完工，劳动力计划维修工25名，小工10名。

四、工程所需机械、设备及主要工具：1渣池行车，2、汽车吊，3、叉车，4、中拖，5、拖拉机，6、平板车，7、电焊机，8、割刀，9、手拉葫芦，10、扳手，11、钢丝绳、卸扣等吊具，12、千斤顶，13、铁锹等。

五、施工内容和主要施工步骤：(一)布袋除尘及热风炉部分：1、待1#高炉停炉完毕，堵掉布袋除尘净煤气管道与煤气总管接口处的盲板，切断煤气。

2、将布袋除尘筒体和所有附属管道用N2进行吹扫，经化验合格后施工单位方可施工3、施工前将布袋除尘上的人孔全部打开，注意管道内部的氮气，不要站在人孔正对面或下风口，用大气经筒体和管道内残留N2进行置换。

4、在布袋除尘西侧叫架子工搭设脚手架，将荒净煤气管道上的Ø530弯头割下拆除，将车间预制好的新的Ø530弯头更换上去，电焊满焊，焊缝高度不低于10mm.5、请生产设备负责人对布袋除尘的盲板阀、补偿器等进行现场确认是否需要更换，将需要更换的拆下进行更换，如生产需要，则在DN500盲板阀和DN500碟阀之间增加一只DN500的补偿器。

结构复杂，造价高，流道小，易阻塞，清洗维修困 难，对介质要求高。
能源动力
螺 旋 板 式 换 热
器
六、热管换热器
能源动力
典型热管的结构原理图
热管的传热六个同时发生而又互相关联的过程： 能源动力
1. 热量从热源通过壳壁和充 满液体工质的吸液芯传递 到液－汽分界面上；
2. 液体在蒸发段内的液－汽 分界面上蒸发；
U型管式换热器
能源动力
优点：
1、每根U形管均可自由膨胀而不受别的管和壳体的 约束，故弹性大、热补偿性能好；
2、管程流速高传热性能好、承压能力较强、结构紧 凑、管束可抽出便于安装检修和清洗等。
能源动力
缺点：制造较繁、管侧流阻较大、管内清洗 不便、中心部位管子不易更换、因最内层管 子弯曲半径不能太小限制了管板上排列的管 子数目等。
应用：壳间温差大，压力高。但管程流速受 允许压降限制较大，管内外介质要求无腐蚀 性和结垢性。
能源动力
K-type 热交换器
套管式换热器
能源动力
特点：结构紧凑、制作简单，纯逆流换热，传热温差 大，但流动阻力损失大，除垢困难，适用于换热量较 小的场合。
板式换热器
能源动力
板式换热器流程组合
能源动力
电脑散热用热管
能源动力
显卡热管散热器
能源动力
包括前散热器和后 散热器各一个，热 管一条，两款大型 的散热片，以及其 他配件。
能源动力
分离式热 管CPL
美国第五代CCPL
能源动力
分离式热管换热器 LHP
能源动力
分离式重力式热管换热器
能源动力
No Image
第三节 混合式换热器
能源动力
混合式换热器是依靠冷、热流体直接接触进行 传热的，冷热介质间没有固体传热面，也可称 为直接接触式换热器。

这样即可以改变热流密度，
解决一些其他方法难以解决的 传热难题。
*热流方向可逆性——一根水平放置的有芯热管，由于其内部循环动
力是毛细力，因此任意一端受热就可做为蒸发段，而另一端向外散热就 成为冷凝段。此特点可用于宇宙飞船和人造卫星在空间的温度展平，也 可用于先放热后吸热的化学反应器及其他装置。
*热二极管与热开关性能——热管可做成热二极管或热开关，所谓热
热管内质量流、压力和温度分布
热管液汽分界面的形状
（a）管起动前的液—汽交界面 （b）热管工作时的液—汽交界面 （c）吸液芯内液—汽界面参数
热管工作过程动画
注意：热管中的水会
因为内部低压而在100℃ 以下就沸腾蒸发。
热量散失
水蒸汽流 水蒸汽冷凝
热量输入 液态水蒸发 液体由于重力 或吸附力回流
4 两相闭式热虹吸管——重力热管、热虹吸管
热管的工作液要有较高的汽化潜热、导热系数，合适的饱和压力及沸 点，较低的粘度及良好的稳定性。工作液体还应有较大的表面张力和 润湿毛细结构的能力，使毛细结构能对工作液作用并产生必须的毛细 力。工作液还不能对毛细结构和管壁产生溶解作用，否则被溶解的物 质将积累在蒸发段破坏毛细结构。
2.2 热管的三个区段的划分 * 根据热管外部热交换情况分：加热段、绝热段、冷却段 * 根据热管内部工质传热传质情况分：蒸发段、绝热段、冷 凝段
7 总结热管的重要特点
*高导热性——热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，
因此具有很高的导热能力。与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管 可多传递几个数量级的热量。 当然，高导热性也是相对而言的，温差总是存在的，不可能违反热 力学第二定律，并且热管的传热能力受到各种因素的限制，存在着一些 传热极限。

文 章编 号 ： ０ ２ ３ ９ （ ０ １０ （ ） ０ ６ ２ １ ７ － ７ １２ １ ） ８ａ一０ ０ —０
带 简 要 介 绍 一 下分 离 式 热 管 的传 热 原 理 。 近 年 来 ， 离 式 热 管 换 热 器 凭 借 着 其 与 传 统 一 次 回风 再 热 式 空 调 系统 比 较 ， 分 可 使 冷 、 源 分 开 ， 距 离 传输 能 量 ， 不 热 管 热 交 换 器 回 热 的 一 次 回 风空 调 器 系统 热 远 且 需 外 加 动 力 ， 管 传 热 效 率 高 ， 构 简 单 ， 可 以 减 少 表 冷 器 的 冷 量 和节 省再 热 器 的再 １ 分离式 热管的传热原理 热 结 分 离 式 热 管的 结 构 如 图 １ 示 。 蒸 发 所 其 投 资 小 ， 耗 小 ， 设备 腐 蚀 和 环 境 污 染 小 热 量 【。 能 对 ５ 目前 ， 调 中应 用 的 热 管 形 式 以 圆 ］ 空 等 特 点 ， 电 厂 余 热 回收…、 硫 装 置ｔ 等 形 翅 片 和 螺 旋 形 翅 片 为 主 ， 是 这 种 结 构 段 和 冷 凝 段 是 分 开 的 ， 过 蒸 汽 上 升 管 和 在 脱 但 通 大 新 排 形 领 域 得 到 了应 用 ， 取 得 了较 好 的 收 益 。 并 东 有 着 阻 力 大 、 风 量 时 体 积 大 ， 、 风 管 液 体 下 降 管 连 通 起 来 ， 成 一 个 自然 循 环
纵 向翅 片分 离式热管应 用于 宾馆能量 回收进 行 了经济性 分析 ， 出纵 向翅 片热管应 用于 宾馆 空调热 回收 系统， 指 具有一 定的可行 性 。
关键词 ： 离式熟管 圃形翅 片 空调热回收 纵向翅 片 分 中 图分 类 号 ： Ｍ５ Ｔ １ 文 献标 识码 ： Ａ

脉动热管用于空调系统排风余热(冷)回收初探 东华大学 韩洪达 杨洪海 尹世永 周亚素 甘长德 摘要：分析了现有热管换热器在空调系统排风余热回收中的应用特点及问题。对新型脉动热管应用于空调系统排风余热回收进行了初步试验,结果表明该新型装置可以启动运行,并回收热量,但效率较低,需要进一步改进结构。 关键词：脉动热管 空调系统 余热回收 可行性 在建筑物的空调负荷中,新风负荷一般占20%~30%[1]。利用排风中的余冷或余热来处理新风,可以减少处理新风所需的能量,提高空调系统的经济性。另一方面,室内空气质量(IAQ)也越来越受重视。使用排风热回收装置,可以在节能的同时增加室内的新风量,提高室内空气质量。随着《公共建筑节能设计标准》(GB 50189—2005)[2]的实施,回收空调系统排风能量成为了一种重要的建筑节能途径。 热管由于具有传热系数大、热传递速度快、温降小、结构简单和易控制等特点,近年来在空调余热回收系统中得到了广泛应用[3-11]。本文在分析现有热管换热器在空调系统排风余热回收中应用的特点及问题的基础上,介绍一种新型脉动热管,并对其在空调系统排风余热回收中的应用作了尝试性研究。 1·现有热管换热器在空调系统排风余热回收中的应用特点及问题分析 热管换热器有三种不同形式:重力式[3-4]、分离式[5-6]及毛细热管式[7-10]。 重力式热管换热器技术成熟,使用最为普遍。但是,重力式热管的工作原理要求冷凝段的安装位置必须高于蒸发段,适合于冷源在上、热源在下的场合。由于夏季室外新风温度高、室内排风温度低,而冬季情况正好相反,因此重力式热管换热器需要在冬夏两季都使用时,需随季节转换交替更换进、排风口相对于热管的位置,存在换季需换向的麻烦[11]。 分离式热管换热器是在重力式热管换热器基础上改进而成的。在空间布局上可根据需要灵活地布置热管的蒸发段和冷凝段,可实现远距离传输热量;冷、热源完全隔离,不存在相互污染,与重力式热管换热器相比具有更强的工程适应性。但是,分离式热管的工作原理仍然要求冷凝段的安装位置必须高于蒸发段。 毛细热管式换热器主要依靠吸液芯的毛细作用来传递热量,因而其布置形式比较灵活,既可以竖直安装,又可以水平安装。竖直安装时,冷凝段布置在蒸发段的上方或下方或一样高都不会影响其运行性能。但是,毛细热管式换热器具有结构复杂、成本较高的缺点,限制了其推广应用。 2·脉动热管技术及其特点分析 脉动热管作为热管家族的新成员,具有结构简单、传热性能好、能随意弯曲等优点,近年来得到了越来越广泛的研究,其应用领域不断扩大[12-17]。图1为脉动热管的结构示意图,它由一根细长的金属圆管(直径1~5 mm)弯曲而成。脉动热管的运行原理和传热特性与传统热管有很大的不同。由于其通道很细,在表面张力的作用下,通道中将随机形成许多长度不等的液塞和气塞,在热作用下,气、液塞在加热段和冷却段之间作一种不稳定的、方向随机的脉动流动,从而实现热传递。 脉动热管内部无需吸液芯材料,因而结构简单。更为可贵的是,对脉动热管的结构和设计参数进行优化后,其运行性能基本不受重力的影响,因此它可以在微(无)重力场、反重力场等场合下良好运行。这就意味着经过合理设计的脉动热管,可以按照现场需要灵活布置,既可以竖直安装(冷凝端布置在蒸发端的上方或下方),也可以水平安装,还可以任意弯曲形状以适应环境需要[12,14,18]。将它应用于空调系统的排风余热回收,既可保持现有重力式热管及分离式热管换热器的优点,还解决了这两种热管换热器换季需换向的问题。 3·脉动热管应用于空调系统排风余热回收的初步实验研究及结果分析 图2为笔者设计的脉动热管式空调排风余热回收装置实验台示意图。热回收装置外部尺寸540 mm×490 mm×240 mm,传热部分由若干组(每组含较多弯头)脉动热管组成,以R134a为工作介质,充液率为50%。作为初步实验,本文研究安装角度为10°且采用底部加热方式的装置的运行性能。实验在实验室内进行,人工模拟空调房间的进、排风温度条件。

首钢京唐5500m3高炉BSK顶燃式热风炉设计研究张福明，梅丛华，银光字(北京首钢国际工程技术有限公司)摘要：介绍了首钢京唐钢铁厂5500m3高炉BSK顶燃式热风炉的设计创新。

优化集成了特大型顶燃式热风炉工艺；研究开发了助燃空气两级高温预热技术和顶燃式热风炉高效陶瓷燃烧器。

关键词：高炉；顶燃式热风炉；高风温；陶瓷燃烧器首钢京唐钢铁厂是中国在21世纪建设的具有国际先进水平的新一代钢铁厂。

钢铁厂建设2座5500m3高炉，年产生铁898．15万t／a。

这是中国首次建设5000m3以上的特大型高炉，在全面分析研究了国际5000m3以上的特大型高炉技术的基础上，积极推进自主创新，自主设计开发了无料钟炉顶设备、煤气全干法布袋除尘工艺、高炉高效长寿综合技术、顶燃式热风炉、螺旋法渣处理工艺等一系列具有重大创新的先进技术和工艺装备。

高风温是现代高炉炼铁的重要技术特征。

提高风温可以有效地降低燃料消耗，提高高炉能量利用效率。

设计中对改造型内燃式、外燃式、顶燃式3种结构形式的热风炉技术进行了研究分析，在首钢顶燃式热风炉技术和卡鲁金式顶燃式热风炉技术的基础上，综合2种技术的优势，设计开发了BSK(Beijing Shougang Kalugin)型顶燃式热风炉技术，将顶燃式热风炉技术首次应用在5000m3级特大型高炉。

1 热风炉工艺技术研究1．1 优化集成顶燃式热风炉工艺技术高炉设计中对当时世界上已建成投产的13座5000m3以上的特大型高炉工艺技术装备和生产运行状况进行了综合研究分析。

国内外4000m3级的大型高炉主要采用外燃式热风炉，仅有个别高炉采用内燃式热风炉；5000m3以上的特大型高炉全部采用外燃式热风炉；全世界4000m3以上的高炉尚无采用顶燃式热风炉的应用先例。

顶燃式热风炉将燃烧器置于拱顶部位，利用热风炉的拱顶空间进行燃烧，取消了独立设置的燃烧室，其结构对称、温度区间分明、热效率高、占地少，是一种高效节能长寿型热风炉，是热风炉技术的发展方向。

引 言
在很多化学和核工业以及制冷领域普遍存在 着 管 内含不凝 性 气 体 的蒸 汽受 迫 对 流凝 结 现 象 ， 而不凝气体的存在对整个换热的影响非常大。 自 从 Ｎ ｓ ｌｌ ｕｓ ｔ ｅ 【建立 了膜状凝结理论之后 ，不少学 者都致力 于这 方面 的研究 。Ｍ ｎｏ ｙｚ Ｓａ ｉ ｗｅ 和 ｐｒ ｋ － ｒ 【３ ｏ ２ 主要研究了平板和水平管外无限空间中的 ｗ． 凝 结 现象 ；Ｗａｇ和 Ｔ 【等 人建 立 了含 不凝气 体 ｎ ｕ４
Ｆｏ ａ ｄｃｎ ｅｓｔ ｎｏ ａ ｏ ｔ ｉｈｐ ｒｉｌ ｒｓｕ ｅ ｌｗ ｎ ｏ ｄ ｎａ ｏ ｆｖｐ ｒ ｈｈｇ ａ ｔ ｅｓ ｒ ｉ ａｐ
ｎｏ ｃ ｎ ｎ ａｂ ｅ ｇ ｓ ｉ ｎ ｎｃ ｎ ｄ ｕ ｎ－ ｏ ｄｅ ｓ ｌ ａ ｎ ａ ｉ ｌ ｅ ｔ ｂｅ ｉ
Ｗ ａ ｇ Ｌ ＬｉＨｏ ｇ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ｙｎ
修 回 日期 ；０ ７－ ３－ ８ ２０ ０ ０ 王 立 （９ ６一 ） 教授／ １５ ， 博士生导 师 ；００ ３ 北京市 。 １０ ８
在 ２５ ．％时 ， 其凝结换热系数降低 ２ ％左右。在 ２ 工业实际过程中 ， 一般采用排除管内不凝气体来 提高热管的换热效率 。而这种方 法对 大系统而 言，会增加设备的投资成本 、同时也给设备的维 修带来 了很大的困难。所 以研究在不排管内不凝 气体的条件下提高设备换热效率具有非常重要的 理论和实际意义 ，但不排管内不凝气体涉及到许 多 亟待解 决 的 问题 ，如 冷 凝换 热 的机 理 和 效果 、 各种参数对换热的影响程度等，本文正是以此为
的蒸 汽在 竖直平 板上 的层 流膜状 凝结 理论 ，并得
行 了实验 研 究 ，得 出 了平 均 换 热 系数 ；郭 烈 锦 【等人 利 用 线 性 和非 线 性 两 种 方 法 对 圆 管 内 ８ 气 液 两相 流动 的界 面 不 稳 定 性进 行 了分 析研 究 ； Ｈ ｅ Ｃ ｅｎＮ 【 等 人 建 立 了 非 迭 代 的 凝 结 模 ｅ． ｈｏ ｏ９ 型 ，对 竖直 管 内含不凝 气 体 的蒸 汽凝 结进行 了研 究 ；Ｈ ｓ ｅ 【１ ａａ ｉ ｉ 等人对水平管内含不凝气体的蒸 ｎ ｎｏ 汽受迫对流做了实验和理论研究 ，得出了一系列

• 1990年后热管在理论、实验、结构、应用等方面长足 发展,尤其今天,节能减排中发挥巨大作用。
• 1973年德国斯图加特(Stuttgart)第一届国际热管会议, 以后分别在不同国家举行,现已召开十五次,其中两次在 中国举行。
• 2010年4月,第十五届国际热管会议(15thInternational Heat Pipe Conference)在美国南卡罗来纳州召开。本 届会议论文大会报告:1、环路热管;2、芯结构和工质;3、 环路热管得建模;4、热虹吸管;5、热管得基础和建模;6、 空间热管和技术;7、小型热管;8、平板热管和蒸汽腔;9、 特殊热管和技术;10、脉动热管;11、热管得工业应用。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
• 在上述过程中,存在11种传热热阻,热阻用R表示
• R1: 热源与热管外表面得传热热阻 • R2: 蒸发段管壁径向传热热阻 • R3: 蒸发段毛细芯径向传热热阻 • R4: 汽—液交界面蒸发传热热阻 • R5: 蒸汽轴向流动传热热阻 • R6: 汽—液交界面冷凝传热热阻 • R7: 冷凝段毛细芯径向传热热阻 • R8: 冷凝段管壁径向传热热阻 • R9: 管壁外表面与热汇传热热阻 • R10:管壁轴向传热热阻 • R11:吸液芯轴向传热热阻 • R10、R11与R1—R9相比很大,通常看作断路。 • 总热阻:R=R1+…、+R9 • 从热源到热汇得总温降△T也就是这9个温降得总和, △T= △T1 +… +
热管虽然就是一种传热性能极好得元件,但也不可能无限加大热负荷, 其传热能力得上限值会受到一种或几种因素得限制,如毛细力、声速、 携带、冷冻启动、连续蒸气、蒸气压力及冷凝等,因而构成热管得传 热极限(或叫工作极限)。这些传热极限与热管尺寸、形状、工作介质、 吸液芯结构、工作温度等有关,限制热管传热量得级限类型就是由该 热管在某种温度下各传热极限得最小值所决定得。具体来讲,这些极 限主要有(如图所示):

浅谈热管换热器在空调热回收中的应用作者：王志亮来源：《数字化用户》2013年第12期【摘要】空调热回收对节能减排有重要意义。

本文论述了几种常见的空调系统利用排风对新风进行预处理的热回收装置，对其节能方式加以分析，最后阐述了影响空调热回收系统的几种常见因素，对热管换热器在空调热回收的应用进行了总结。

【关键字】空调热回收系统影响因素节能分析当前在我国经济高速发展的背景下，空调越来与普及，空调系统产生的余热大量浪费使得其总能耗越来越高，所以，预热与废热回收潜力得以充分挖掘与利用是降低空调系统能耗有效途径之一。

一、常见的四种排风热回收设备（一）转轮式全热交换器转轮式热交换器主要有转轮和驱动马达、机壳以及控制部分组成。

转轮式热交换器的新风和排风分别在两个半部对向通过回转着的转轮转芯部分，以轮芯为能量传替介质，在高温气体中吸收能量并从低温气体中放出，以能量从不同空间之间转换的方式达到调节温度。

如果用吸湿材料制作转轮，转轮在回收显热的同时还能起到回收潜热的作用，因此称为全热换热器。

（二）板翅式显热换热器板翅式热交换器是应用板式换热原理工作的换热器。

室内空调排风与新风呈正交叉方式流经板翅式显热换热器，高温天气新风从排风捕获冷量给室内降温；寒冷天气新风从排风中捕获热量给室内增温。

（三）热管式热交换器热管式热交换器主要由若干个热管组成。

热交换器由分别通过热气流和冷气流的两个部分构成。

热管由内部充注冷媒的密闭真空金属管组成，一旦热管一端（冷凝端）受热，在外界热量的作用下，管中液体短时间内气化，并在在差压的作用下流向热管的另一端，然后这些气体对外界放出热量并冷凝成液体，然后这些液体再通过管内壁金属网的毛细抽吸力作用返回到热管原端（冷凝端），并再次受热气化，这样的工作过程不断循环，热量就源源不断的从热管的此断传递到彼断。

（四）中间冷媒换热器这种换热器是冷媒装在排风和新风中间，故称为中间冷媒换热器，其换热过程比较简单：即在新风和排风侧分别装有气液换热器，排风侧的空气将系统中的冷媒加热（或冷却）。

• 动态回收 • 通过以通道轮回收方式实现的
• 静态回收 • 通过板式回收器实现的
• 显热回收 • • 转轮式换热器 全热回收 • 工作原理： • 转轮作为蓄热芯体，新风通过轮转 的一个半圆，而同时排风逆向通过 • 转轮的另一个半圆,新风和排风以这 • 种方式交替逆向通过转轮。 在冬季，转轮蓄热芯体吸收排风 • 中的热(湿)量，当转到新风侧时，由 • 于存在温(湿)差的原因，蓄热芯体就 会释放其中的热(湿)量，当再转到排 • 风侧时，又继续吸收排风中的热(湿) • 量。如此往复循环实现能量的回收
全热回收
按回收热量分类
部分热回收
转轮式换热器
板翘式换热器 按工作原理分类 热泵式换热器
分
按方式分类
类
动态回收
热管式换热器
中间热媒式换热器 板式显热换热器
静态回收
• 全热回收 • 通过特质的纸介质来完成对室外和室内空 气的温度、湿度实现回收 • 显热回收 • 能量回收的介质通常是铝箔，只对室外空 气和室内空气的温度完成能量回收 全热回收与显热回收对比
热泵式热回收 显热回收
工作原理： 热泵通过从蒸发器吸热，冷凝 器放热而把热量从一处传递到 另外一处。它这样可以用于排 风热回收。 夏季工况： 排风侧的盘管为冷凝器，新风 侧的盘管为蒸发器；从而冷却 了新风。 冬季工况： 四通换向阀使制冷剂流向改变 ，这时排风侧的盘管为蒸发器 ，新风侧的盘管为冷凝器；系 统从排风侧吸热，而加热了新 风。 当系统中排风和新风的冷、热 量并不一定平衡，这时需有辅 助冷热源对新风补冷却或加热
⑷冷热气体中间用隔板隔开，没有泄漏，因此没有交叉污染问题。
⑸由于流体流动通道宽敞，阻力损失小。 ⑹每根热管完全独立，维修方便。
热管换热器的分类

纵向翅片热管装置换热特性的数值研究摘要：本文利用fluent软件对500mm长的纵向翅片管束的单元结构和圆形翅片管束的单元结构进行了三维数值模拟，通过力能系数的比较，提出分离式纵向翅片热管优于分离式圆形翅片热管，这为纵向翅片热管的研究和应用提供了一定的参考价值。

关键词：分离式热管圆形翅片纵向翅片力能系数数值模拟0前言近些年，分离式热管得到越来越广泛的研究及应用，其中圆形翅片热管和螺旋形翅片在应用中较多[ ][ ][ ]，但是这种换热器的结构阻力很大，而且还易积灰，而且，对于冷热源温差较小的情况下，如果采用这种紧凑式的换热器，就会以很大的动力消耗为代价，很不节能，因此采用一种换热性能较好的热管换热器结构，对于热管换热器的广泛使用有很大的帮助。

对于纵向翅片管束，当流体纵向流过管束时，对流体的阻力相对较小，但是纵向翅片热管的研究及应用很少，李向群[ ]仅对双翅纵向翅片管进行了实验研究，多翅纵向翅片热管的研究很少。

因此，本文利用fluent对纵向翅片分离式热管的蒸发段的单元结构和分离式圆形翅片热管的蒸发段的单元结构进行了三维数值模拟，并将它们的热力性能作了对比。

1物理模型的建立本文采用的管束结构参数如下（管长500mm）：（1）圆形翅片管束基管管径：25.4mm;基管厚度：1.5mm;翅片数目：217个;翅片高度：12.5mm;翅片厚度：0.5mm;翅片间距：2.3mm;排列方式：正三角形叉排；横向间距：52.5mm;纵向间距：45.47mm;横向排数：4\3;纵向排数：6；材料：铝；（2）纵向翅片管基管管径：25.4mm;基管厚度：1.5mm;翅片数目：20个;翅片高度：20mm;翅片厚度：1.25mm;排列方式：正三角形顺排；横向间距：70mm;纵向间距：70mm;横向排数：4;纵向排数：1；材料：铝；本文采用的单元模型如图1（垂直纸面方向长度为500mm）和图2（垂直纸面方向长度为1.15mm）。

Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ａ ｐ ｐ ； ｈ ａ ｔ ｓ ｒ ｐ ａ ａｉｎ ｔｐ ； ａ Ｔ ａｒ ｆｍａ ｅ ｏ ｌ ｔｆ ｍａ ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔｒ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｔ ｉｅ ｅ ｔ ｒ ｆ ；ｓ ｅ ｒ ｔ ｅ ｗ ｎ ｌ ｉ ｕ ｃ ｆ ｂａ ｕ ｃ ；ａｒ ｒ ｈ ａ ；ｃ ａ ａ ｅ ｎ ｏ ｙ ｓ ｅ ｌ
提高高炉各项技术经济指标的重要技术措施。是直 接降低炼铁成本 ， 提高经济效益和节能降耗 的有力
措施。高炉煤气混入焦炉煤气 、 高炉煤气混入天然 气、 预热助燃空气或煤气 ， 都可提高热风炉理论燃烧 温度， 从而提高风温 ， 前 国内钢铁公司炼铁厂多采 目 用热风炉排放的烟气预热热风炉燃烧用空气 、 煤气 ，
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第 ２卷， ４ 总第 １ 期 ３ ６ ２０ 年 ３ ， ２ ０６ 月 第 期
《节 能 技 术 》
Ｅ Ｅ Ｙ Ｃ ＮＳ Ｒ ＡＴ ＯＮ Ｔ Ｃ ＯＩ Ｎ ＲＧ Ｏ Ｅ Ｖ Ｉ Ｅ ＨＮ ＤＧＹ
Ｖｏ ． ４ Ｓ ｕ Ｎｏ １ ６ １ ２ ， ｔｎ． ． ３ Ｍａ ． ０ ６， ｏ ２ ｒ ２ ０ Ｎ ．
分离式热 管煤气 、 空气双预热 器在 上海宝钢 ４｝高炉热风炉上的应用 ≠
金万 金
（ 大连熵立得传热技术有限公司， 大连 １６０ ） 辽宁 １６０ 摘 要 ： 本文介绍了分 离式热管煤气、 空气双预热器在上海宝钢 ４ ＃高炉热风 炉上的实际应用
情况， 通过换热 器将煤 气和 空气预热来提高热风炉风温， 而提 高高炉 炼的经济效益。文章从技 从 台 术、 节能以及经济效益三方面详细分析其优越性 。
关键词 ： 热管； 传热； 分离型； 高炉热风炉 ； 气预热器； 煤 空气预热器 中图分类号：Ｋ ７ ．：Ｋ ２． ４ 文献标识码： 文章编号： １ — ３９（ ０） ２ ０６ — ４ Ｔ Ｉ２ ２３３ ４ｒ Ａ １３ ６３ ２ ６ ０ — １１ ０ （２ ０

１ 引言
由于数据机房散热量大 ，常年要求制冷 。有数 据 显 示 ，空 调 耗 电 在 机 房 耗 电 中 占 到 ４ ０ ％ 以上 ，
有 些机 房甚 至 达 到 ５ ０ ％ 。 目前 利 用 自然 冷 源 是 降 低 机房 空调 能耗 的一 种有效 方 法 。分 离式 热管 空调 利 用冷 媒 自然循 环 实 现 散 热 ，使 压 缩机 停 止 运 行 ， 不 仅可 以节 约能 源 ，还有 助于 延长压 缩机 的使 用寿
ｌ ４
１ ６
温差／ ℃
图 ２ 不 同温 差 下 的热 管 换 热量
温 差 定 义 为室 内侧 干球 温 度 与 室 外 侧 水 冷 换 热 器 进 水 温 度 之差 值 。热 管 的换 热 量 随 温 差 的 变 化 测
试 结 果 如 图 ２所 示 。 当温 差 大 于 ５ ℃ 时 ，热 管 即 能 正 常 工作 ，且 随着 温差 增 大 ，热 管 换 热 量 明显
充 注 量较 大 ，系 统 设 置 了 一 个 １ ０ ｋ ｇ的储 液 器 。室
内外 温差 足够 时 ，以热 管模 式 运行 ，压 缩机 停止 运 行 ，当室外 温 度高 时或 者 室 内负荷 大时 ，压 缩机 运
行。
１ Ｏ
８
皿 硎 ；
６
３ 试验结果 分析
３ ． １ 温 差 对 系统 的影 响
４
试 验 工 况 ：室 内侧 干 球 温 度 ２ ７ ℃ ，室 内侧 湿
球温 度 １ ９ ℃ ，大 气 压 １ ０ １ ｋ Ｐ ａ ，制 冷 剂 充 注 量 为 １ ４ ｋ ｇ ，水 流 量 为 ２ ． ８ ｍ ／ ｈ 。该 系 统 为 水 冷 系 统 ，
６

热管的换热原理及其换热计算一热管简介热管是近几十年发展起来的一种具有高导热性能的传热元件，热管最早应用于航天领域，时至今日，已经从航天、航天器中的均温和控温扩展到了工业技术的各个领域，石油、化工、能源、动力、冶金、电子、机械及医疗等各个部门都逐渐应用了热管技术。

热管一般由管壳、起毛细管作用的通道、以及传递热能的工质构成，热管自身形成一个高真空封闭系统，沿轴向可将热管分为三段，即蒸发段、冷凝段和绝热段。

其结构如图所示：热管的工作原理是：外部热源的热量，通过蒸发段的管壁和浸满工质的吸液芯的导热使液体工质的温度上升；液体温度上升，液面蒸发，直至达到饱和蒸气压，此时热量以潜热的方式传给蒸气。

蒸发段的饱和蒸汽压随着液体温度上升而升高。

在压差的作用下，蒸气通过蒸气通道流向低压且温度也较低的冷凝段，并在冷凝段的气液界面上冷凝，放出潜热。

放出的热量从气液界面通过充满工质的吸液芯和管壁的导热，传给热管外冷源。

冷凝的液体通过吸液芯回流到蒸发段，完成一个循环。

如此往复，不断地将热量从蒸发段传至冷凝段。

绝热段的作用除了为流体提供通道外，还起着把蒸气段和冷凝段隔开的作用，并使管内工质不与外界进行热量传递。

在热管真空度达到要求的情况下，热管的传热能力主要取决于热管吸液芯的设计。

根据热管的不同应用场合，我公司设计有多种不同的热管吸液芯，包括：轴向槽道吸液芯、丝网吸液芯和烧结芯等。

基于热管技术的相变传热原理、热管结构的合理设计以及专业可靠的品质保证，多年实践证明，我公司生产的热管及热管组件正逐渐迈向越来越广阔的市场。

(1) 产品展示(2) 产品参数说明项目技术参数热管长度> 100mm主体材料铜管毛细结构槽沟/烧结芯/丝网管工作介质冷媒设计工作温度30~200℃设计使用倾角> 5°传热功率50~1000w (根据实际产品规格型号) 热阻系数< 0.08℃/W (参考值)传热功率测试原理测试总体要求1）加热功率有功率调节仪控制输入；2）热管保持与水平台面α角度(根据具体应用定)；3）管壁上监测点的温度变化在5min内小于0.5℃认为传热达到稳定状态，记录此时传热功率为最大传热功率。

微通道型分离式热管传热性能实验研究
金 鑫 瞿 晓华 祁照 岗 陈江平
（ 海交通大学制冷与低温工程研究所 上海 ２ ０ ４ ） 上 ０ ２ ０
摘 要 研制 了微通道型分离式热管采用Ｒ１４ 为传热介质 ，针对 高低温温 差、充液率、安装 高度 差和连接管路等 因素进行 ３ａ
了实验研 究，得 出了各 因素与单位面积换热 量的变化关系 。实验结果表 明，热 管换热量在温差为２ ℃时比温差 为１ ℃时增 ０ ０ 加 了１６ ０ ％；而系统 的最佳充 液率介于 ｌ３ １０ １％￣ ４ ％，在此区 间内的单位 面积换热量最大 ；当高度差从０７ ｍ增加 到１ ｍ时 ， ．５ ． ２ 热管 的单位面积换 热量 增加了２ ７ ６ ％。
分 离 式 热 管 由于 其 蒸 发 器 和 冷 凝 器 的可 分 离
性 ，具 有诸 多优 点 ，应 用 范 围广 泛…。 目前 ，大 型
７ ％￣ ％［。唐 志 伟等 对 由５ 直径 ２ｍｍ的无 缝 ０ １４ ４ １ 】 根 ０ 钢 管短管 束 组成 的换热 器作 为分 离式 热管 换热器 进 行 了实验 研 究 ，结果表 明该 小 型分离 式热 管最佳 充 液 率 按 蒸发 段 总容 量 计 为４ ％￣ ３ ８ ６ ％，按 管束 总 容 量计 为２ ％￣ ０ ５ ０ ４ ％［。微通 道 型换热 器 因为其 结 构紧 ］ 凑 、风 阻小和 换热 能力 强等 优 点，在 空调行 业得 到
Ｊ ｉ Ｑ ｉｏ ｕ Ｑ ｈｏ ａ ｇ Ｃ ｅ ａ ｇ ｉｇ ｉ Ｘ ｎ ｕＸ ａｈ ａ ｉ ａｇ ｎ ｈｎＪ ｎ ｐｎ ｎ Ｚ ｉ
（ ｓ ｏ ｆ ｇ ｒｔ ｎａｄＣ ｙ ｇ ｎｃ， ｈｎ ｈ ｉ ｉ ｏ ｇＵｎｖ， ｈ ｎ ｈ ｉ２ ０ ４ ， ｈｎ ） Ｉ ｔ ｆ ｒ ｅａ ｏ ｒｏ ｅ ｉ Ｓ ａ ｇ ａ ａ Ｔ ｎ ｉ． ａ ｇ ａ， ０ ２ ０ Ｃ ｉａ ｎ ． Ｒｅ ｉ ｉ ｎ ｓ Ｊｏ Ｓ

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第7章 热管及热管换热器
7.4 热管换热器及其应用
3. 热管制冷系统

术器
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图7-21
热管手
*毛细管中液体弯曲面两边的压力差毛细管中液体的弯曲 面两边存在一定的压力差。当弯曲液面为球面时 2 *毛细管中液面的上升原理 R
p
如图7-6所示当毛细管刚插入液体 时，由于弯曲液面两边压力差的存在 ，B点的压力pB=p0-△p，小于大气环 境的压力p0。而毛细管外同样高度的 C点处的压力等于大气环境压力，为 了达到力平衡，毛细管中的液面开始 上升直至B点的压力与C点相同为止。 达到平衡后B点的压力满足
1 1 (T1 T2 ) Q( Rc Re ) 2 2
7.3.2 热管工作流体的选择 原则： 1、适当的饱和性质，适应的工作温度（介于工作流体的凝固点 和临界点之间 ）； 2、优良的热物理性质，满足传热和流动的要求； 3、稳定的化学性质，与壳体、吸液芯等材料相容； 4、还应考虑经济性、环保性、安全性等。
p
pl
热管内压力分布示意图
（不考虑蒸汽和液体重力作用压力降时热管内压力分布）
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第7章 热管及热管换热器
7.1概述
7.1.2热管的分类
1. 按照热管的工作温度划分 低温热管<0℃ 常温热管0～250 ℃ 中温热管250～450 ℃ 高温热管>450 ℃ 2. 按照热管的工作液体回流方式划分 有芯热管、重力热管、旋转热管、电流体动力热管 磁流体动力热管、渗透热管 3. 按照热管的结构划分 单管型热管、板型热管、回路型热管（分离型热管） 挠性热管（中间用波纹管或塑料管连接） 4. 按照热管的壳体材料和使用的工质划分 钢－水热管、炭钢－水热管、铜钢复合－水热管、铝－丙酮热管、 炭钢－萘热管、不锈钢－萘热管等