熱管的超導(dǎo)熱性以及等溫性使它成為航空航天技術(shù)中控制溫度的理想工具，熱管換熱器由于具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、壓力損失小、有利于控制露點腐蝕等優(yōu)點，也廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機械、電子等行業(yè)中。

 熱管簡介

 熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱組件，熱管技術(shù)首先于1944年由美國人高格勒（R·S·Gaugler）所發(fā)現(xiàn)，并以“熱傳遞裝置”（Heat Transter Device）為名取得專利，當時因未顯示出實用意義，而沒有受到應(yīng)有的重視。直到六十年代初期，由于宇航事業(yè)的發(fā)展，要求為宇航飛行器提供高效傳熱組件，促使美國洛斯——阿拉莫斯科學(xué)實驗室的格羅弗（G·M·Grover）于1964年再次發(fā)現(xiàn)這種傳熱裝置的原理，并命名為熱管（Heat Pipe），首先成功地應(yīng)用于宇航技術(shù)，之后引起了各國學(xué)者的極大興趣和重視。熱管技術(shù)于上世紀七八十年代進入中國。

熱管通過在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。缺點是抗氧化、耐高溫性能較差。此缺點可以通過在前部安裝一套陶瓷換熱器來予以解決，陶瓷換熱器較好地解決了耐高溫、耐腐蝕的難題。

以熱管為傳熱元件的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小、有利于控制露點腐蝕等優(yōu)點。目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機械等行業(yè)中，作為廢熱回收和工藝過程中熱能利用的節(jié)能設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

熱管原理

 熱管內(nèi)蒸發(fā)段工質(zhì)受熱后將沸騰或蒸發(fā)，吸收外部熱源熱量，產(chǎn)生汽化潛熱，由液體變?yōu)檎羝?，產(chǎn)生的蒸汽在管內(nèi)一定壓差的作用下，流到冷凝段，蒸汽遇冷壁面及外部冷源，凝結(jié)成液體，同時放出汽化潛熱，并通過管壁傳給外部冷源，冷凝液靠重力(或吸液芯)作用下回流到蒸發(fā)段再次蒸發(fā)。如此往復(fù)，實現(xiàn)對外部冷熱兩種介質(zhì)的熱量傳遞與交換。

分類

 1、熱管換熱器按形式分，有整體式熱管換熱器、分離式熱管換熱器、回轉(zhuǎn)式熱管換熱器和蝸殼熱管換熱器等。

（1）整體式熱管換熱器

整體式熱管換熱器是一種最常見的熱管換熱器，這種換熱器由一支支熱管元件組成，兩換熱流體分別位于換熱器的上、下部分。中間由管板分隔，熱管懸掛在管板上，該處可采用靜密封或焊接結(jié)構(gòu)，視設(shè)計需要而定。

采用活動的靜密封結(jié)構(gòu)，方便熱管的維修、清洗；焊接結(jié)構(gòu)密封可靠，兩邊流體沒有泄漏的隱患。

整體式熱管換熱器一般用于氣體與氣體的熱交換。為克服氣體間換熱的換熱系數(shù)不高的問題，熱管兩端的外壁傳熱面積利用翅片作適度擴展，這樣處理，不僅強化了管外傳熱。也有效地減少了換熱器的體積和重量，節(jié)約了金屬耗材，可以得到一個高性價比的換熱器。

一些小型的氣一液式換熱器、氣一汽式熱管換熱器和余熱鍋爐等也往往制作成整體式。而對于換熱量大、結(jié)構(gòu)龐大、液體或蒸汽的壓力也較高的熱管換熱器?？紤]到殼體和管板的強度問題，往往不宜采用整體式。條件允許的情況下?？梢栽O(shè)計成一個個小的換熱器單元，然后把它們串聯(lián)、組合起來。

（2）分離式熱管換熱器

分離式熱管換熱器是換熱器中的一種獨特的結(jié)構(gòu)形式，這種換熱器布置靈活，變化隨意。它可以實現(xiàn)遠距離熱量交換；可以實現(xiàn)一種流體和幾種流體同時換熱；可以完全隔絕兩種或多種換熱流體。分離式熱管的加熱段和冷凝段分別置于兩個獨立的換熱流體通道中，熱管內(nèi)部的工作液體在加熱段吸熱蒸發(fā)后通過蒸汽，上升管輸送熱量到冷凝段，放熱冷凝后通過冷凝液下降管回流到加熱段。

冷凝液回流依賴重力的作用。分離式熱管換熱器的加熱蒸發(fā)段與放熱冷凝段之間的距離取決于兩者間的高度差，同時也與蒸汽沿管路流動的壓力損失有關(guān)。理論上，加熱蒸發(fā)段與放熱冷凝段的高度差越大，蒸汽上升管徑越大，兩者間的距離就可以越遠，以確保熱管正常進行工作循環(huán)。

蒸汽上升管和冷凝液下降管需要實施嚴格的絕熱保溫，以避免沿途不必要的熱量損失。

分離式熱管的每個傳熱單元的內(nèi)部容積比單支熱管要大得多。水為工質(zhì)的管內(nèi)液體介質(zhì)在工作時的溫度和蒸汽壓力較高，在管排以及上升管、下降管的焊接節(jié)點很多的情況下，強度問題需要設(shè)計人員引起足夠的重視。在內(nèi)部空間容積和承壓達到一定數(shù)值時，管束必須按照壓力容器的相關(guān)規(guī)范設(shè)計、制造和檢驗。

在充分利用分離式熱管換熱器所具有的優(yōu)點時，還要注意克服它的一些缺點。例如，現(xiàn)場制作連接管路比較復(fù)雜，工作液體的充裝、換熱管束真空度的形成都比較困難，連接管路沿途的保溫絕熱、熱脹冷縮等設(shè)計也不容忽視。

2、按功能分，熱管換熱器可分為：氣—氣式、氣-汽式、氣—液式、液—液式、液—氣式。

3、常見的還有熱管廢熱鍋爐(或稱為熱管蒸汽發(fā)生器)。

熱管廢熱鍋爐熱管廢熱鍋爐是一種實用性很強、結(jié)構(gòu)可靠且熱效率較高的蒸汽發(fā)生設(shè)備。

熱管廢熱鍋爐的形式主要有兩種：整體式和分體式。

主要特點

熱管換熱器的結(jié)構(gòu)有別于其他形式的換熱器。熱管換熱器具有一些顯著特點：傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，換熱流體阻力損失小，外形變化靈活，環(huán)境適應(yīng)性強。

1、熱管換熱器可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體完全分開，在運行過程中單根熱管因為磨損、腐蝕、超溫等原因發(fā)生破壞時基本不影響換熱器運行。熱管換熱器用于易燃、易爆、腐蝕性強的流體換熱場合具有很高的可靠性。

2、熱管換熱器的冷、熱流體完全分開流動，可以比較容易的實現(xiàn)冷、熱流體的逆流換熱。冷熱流體均在管外流動，由于管外流動的換熱系數(shù)遠高于管內(nèi)流動的換熱系數(shù)，用于品位較低的熱能回收場合非常經(jīng)濟。

3、對于含塵量較高的流體，熱管換熱器可以通過結(jié)構(gòu)的變化、擴展受熱面等形式解決換熱器的磨損和堵灰問題。

4、熱管換熱器用于帶有腐蝕性的煙氣余熱回收時，可以通過調(diào)整蒸發(fā)段、冷凝段的傳熱面積來調(diào)整熱管管壁溫度，使熱管盡可能避開最大的腐蝕區(qū)域。

工業(yè)用途

化學(xué)工業(yè)

1、硫酸系統(tǒng)熱管換熱器回收焚燒爐出口高溫SOx氣體的余熱、在轉(zhuǎn)化工段回收高溫氣體的余熱，產(chǎn)生熱水或蒸汽供系統(tǒng)使用。

2、 醫(yī)藥、日化工業(yè)熱管換熱器可用于回收藥氣或廢氣的余熱，生產(chǎn)清潔熱風，干燥物料。

3、 利用可變熱導(dǎo)熱管可對反應(yīng)床層進行恒溫控制的同時，取出或輸入反應(yīng)熱。

4、 大型化肥廠合成對流段盤管；中、小型氮肥廠造氣工程、變換工段，利用熱管式蒸發(fā)器回收工藝氣余熱產(chǎn)生蒸汽供合成氨系統(tǒng)使用，變換工段一、二水加熱器。

5、 甲醇轉(zhuǎn)化爐對流段盤管。

6、 苯酐裝置熱容器。

電力工業(yè)

利用熱管換熱器可作為各種鍋爐的尾部受熱面。如熱管式空氣預(yù)熱器可替代傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器和列管式空氣預(yù)熱器，提高受熱面壁溫，避免露點腐蝕，提高爐膛進風溫度和爐膛含氧量，減少漏風，延長鍋爐運行周期。

1、工業(yè)鍋爐尾部的熱管空氣預(yù)熱器．熱管式省煤器或翅片管省煤器。

2、電站鍋爐尾部的熱管空氣預(yù)熱器可分下列幾種用途：

（1）在原低溫段空氣預(yù)熱器的空氣入口前設(shè)置一熱管式空氣預(yù)熱器，進一步降低鍋爐排煙溫度，減少排煙熱損，提高鍋爐效率；

（2）整個低溫段空氣預(yù)熱器均為熱管式結(jié)構(gòu)；

（3）用鍋爐排放的熱煙氣加熱脫硫后的冷煙氣，即電站脫硫的GGH。

3、燃氣鍋爐對流段后部。

4、電力輸送線路的保護，在高海拔及寒冷地區(qū)的電力輸送塔、變電站等都需要熱管來保護其地基不會因季節(jié)變化而過度膨脹或者融沉。

石油化工

1、 煉油廠的常壓爐、減壓爐、常減壓二合一爐、加氫爐．減粘爐、重整爐等，利用熱管式空氣預(yù)熱器回收出爐煙氣的余熱加熱空氣，以提高加熱爐的送風溫度。

2 煉油廠催化裝置再生煙氣和各種內(nèi)、外取熱器的余熱回收，可產(chǎn)生中壓蒸汽并用于動力系統(tǒng)。

3、乙烯裂解爐對流段盤管、煉油廠加熱爐對流段盤管。

冶金工業(yè)

1、煉鐵廠用高爐煙氣來預(yù)熱空氣、煤氣的單預(yù)熱或雙預(yù)熱整體式或分離式熱管換熱器，回收熱風爐煙氣余熱，節(jié)約煤氣，提高熱風爐的升溫速度、爐頂溫度和送風溫度 降低煉鐵焦比，節(jié)約焦炭。

2、利用熱管式蒸汽發(fā)生器或翅片管式蒸汽發(fā)生器回收各種帶冷機和環(huán)冷機所輸送的燒結(jié)礦的顯熱，產(chǎn)生蒸汽。

建材建筑

對于水泥、陶瓷等建材行業(yè)，利用換熱器回收窯爐煙氣的余熱，產(chǎn)生熱風或熱水。如熱管式熱風爐或熱管．列管組合式熱風爐，可產(chǎn)生500℃以下的熱風，干燥清潔物料。建筑業(yè)熱管式空氣預(yù)熱器可用于室外的新鮮空氣和室內(nèi)的渾濁空氣之間的熱交換；在集中空調(diào)制冷機組中，利用熱管換熱器口收廢氣余熱產(chǎn)生低壓蒸汽供空調(diào)制冷機組使用。

交通工程

近10年來，熱管技術(shù)在交通工程上有很大的拓展，解決了很多以往幾十年都沒有解決的問題，比如高寒高海拔地區(qū)的道路、橋梁、石油管線的保護，越來越多地以來熱管元件了。最具有代表性的是我國青藏鐵路的建設(shè)，青藏鐵路穿過很多凍土區(qū)域，因環(huán)保的要求，不能隨意采取措施來保護鐵路而去破壞土壤環(huán)境，熱管不但能滿足環(huán)保的要求，也能滿足保護鐵路的要求，它的工作原理只是在冬天的時候，通過傳熱，自動地縮小地上與地下的溫差，從而使凍土在夏天不致融化，以達到保護鐵路路基的目的。

石油天然氣

高寒冷地區(qū)的石油或者其他流體的輸送管線也會因季節(jié)的變化，導(dǎo)致管線的基礎(chǔ)也會因季節(jié)的變化而變形，這種變化會破壞管線，導(dǎo)致重大事故。同時管道內(nèi)的流體與管道摩擦也會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量累積起來非?？陀^，長期以往會對環(huán)境產(chǎn)生毀滅性的破壞，美國在建設(shè)阿拉斯加輸油管線的時候，為了保護那里的永凍土層，在管線沿線設(shè)立了大量的熱管以阻止管線熱量向地下傳播。

電子工業(yè)

在電子工業(yè)領(lǐng)域，熱管散熱器也逐漸流行開來，這些散熱器相比以往的普通的風冷或者水冷的方式來說，大大地節(jié)約了成本、降低的噪音、減少了空間要求、最關(guān)鍵的散熱效率是以往方式不可比擬的。小到筆記本里面，大到高鐵動車里面都會用到新型的熱管散熱器。

其他行業(yè)

除上述熱管應(yīng)用以外，在其他方面，熱管同樣有著很廣泛的應(yīng)用。諸如太陽能的熱管取熱發(fā)電裝置、電機轉(zhuǎn)子冷卻的熱管結(jié)構(gòu)、家用熱管太陽能集熱裝置、高寒地區(qū)凍土層熱管穩(wěn)定技術(shù)等，有力地推動了技術(shù)進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展。

小編要提醒大家的一點就是：要選擇靠譜的熱管和熱管換熱器廠家，比如無錫康寶石化設(shè)備有限公司（trvmga009.cn），就是專業(yè)從事翅片管、不銹鋼翅片管、高頻焊翅片管、熱管和熱管換熱器生產(chǎn)研發(fā)的，是國內(nèi)少有的擁有核心技術(shù)的翅片管廠家。