热管换热器的优点及应用领域

翅片管热管换热器的优点及应用领域
由热管元件组成的换热设备称为热管换热器。热管换热器与传统的换热设备比较, 有下列几方面优点：
(1) 传热系数高'尤其是气-气型热管换热器，热管外部可以很方便地采用扩展表 面，使传热显著增强。例如,气-气型热管换热器的传热系数比列管式换热器可高出5 ~ 10倍。
(2) 传热温差大因为热管换热器可以实现纯粹的逆流换热，因而具有较大的传热 温差。
(3) 由于上述优点，在传递相同热量的情况下，热管换热器需要较小的传热面积，因 而具有良好的紧凑性，使占地面积和金属消耗量减少。
(4) 热管元件具有良好的可拆换性，便于维护和检修。因为热管元件彼此是独立的， 是按一定的排列“架“在一起的，不像一般换热器那样，管子之间和管箱是互相连在一起 的，是一个整体，因而不便于拆卸。有的热管换热器甚至在工作状况下，不用停机就能进 行热管元件的更换和检修。
(5) 热管换热器加热段和冷却段的面积可以人为地调节，管壁温度也可相应地得到 调节，因而具有较强的抗露点腐蚀的能力。此外，即使一支或几支热管腐蚀漏了，也不会 造成冷热两种流体的掺混。
(6) 传热面积和热管排数容易增减，因而具有较大的伸缩性，
(7) 冷热两流体的换热，全部为热管外部换热，表面上的积灰比较容易清洗。
热管和热管换热器的主要应用领域有：

(1) 宇航技术：电子仓的冷却换热，生命保障系统等；
(2) 能源有效利用:各种烟道气和工业排气的余热回收和利用；
(3) 热管式太阳能集热器；
(4) 空调和空冷:空调换热系统，空气冷却器等；
(5) 电子器件:各种电子和电器设备的冷却和散热,计算机系统的散热等；
(6) 机械加工:铸件、刀具的冷却，热处理炉系统的散热；
(7) 永久冻土工程建筑的基础保护和地热利用；
(8) 其他：民用、医疗、等温炉等。
在上述众多的应用领域中，热管在余热回收中的应用备受关注。在这些应用场合，热 管往往不是以单支元件的形式应用的,而是由若干支、甚至几十支，几百支热管组合起来 应用的。也就是说，热管换热器是其主要应用形式。在这一应用领域，已开发了各种形式 各种用途的热管换热器，其中，最基本的型式是对流-对流型的热管换热器，即在热管的 加热段和冷却段都是依靠流体的对流进行换热。在对流型的换热器中，又可分为气-气 型、气-液型、气-汽型三种形式。下面简要介绍这三种形式的结构特点和应用场合。
(1) 气-气型热管换热器
在气-气型热管换热器中，参加换热的冷热流体都是气体，例如从烟气中吸收余热加 热空气的热管空气预热器，即烟气(热流体)与空气(冷流体)之间的换热。其典型结构如 图3.1.3所示。

 
图3.1.3气-气型热管换热器

气-气型热管换热器的结构特点为:由若干支热管组成一个管束，中间用隔板分开, —侧走烟气(排气)，为加热段,另一侧走空气，为冷却段，冷热两流体的流动方向可以相 反，相同或交叉，但是，一般釆用逆流的方案，因为逆流时冷热流体具有较大的传热温差。 此外，对于气-气型热管换热器、热管蒸发段和凝结段的外表面都采用翅片管，是翅片管 的典型应用形式之一。
气-气型热管换热器的典型结构形式如图3. 1.4所示。图中，热管管束分三组立式 放置，下部的烟气和上部的空气逆向流动。
(2) 气-液型热管换热器
在气-液型热管换热器中，参加换热的流体一侧是液体，另一侧是气体，例如从烟气 中吸收余热用来加热锅炉给水的热管式省煤器。热管的加热段与烟气换热，须采用翅片管;冷却段与水换热，釆用光管，加热段与冷却段中间应有良好的密封。

结构型式是：当水侧压力低,在常压下运行时，可采用水箱式结构，热管立式放置，如 图3. 1.5所示；当水的压力较高，水侧应采用压力容器，或用套管式结构，如图3. 1.6
 

 

图3.1.5水箱式热管换热器 图3.1.6套管式热管换热器

                                                                                                         图3.1.8套管内热管余热锅炉