分离式热管回热器用于热泵干燥系统传热分析
分离式热管的应用课件
分离式热管可以将发动机产生的热量快速传导至热管换热器，通过自然对流或 强制对流将热量传递至周围环境中，从而降低发动机温度，提高发动机性能和 可靠性。
ห้องสมุดไป่ตู้
汽车空调系统
总结词
分离式热管在汽车空调系统中用于制 冷和制热，能够提高空调系统的效率 和舒适性。
详细描述
分离式热管可以将制冷剂或加热元件 产生的热量快速传递至热管换热器， 通过热管的高效传热特性，实现快速 制冷或制热，提高汽车空调系统的效 率和舒适性。
03
分离式热管在新能源领域的应用
太阳能热利用
太阳能热利用是利用太阳能将水或其他液体加热的技术，分离式 热管在太阳能热利用中起到高效传递热量的作用，提高太阳能利 用率。
分离式热管可以将集热器中的热量快速、均匀地传递到水或其他 液体中，从而提高太阳能热水器的性能和效率。
风能发电
风能发电是利用风能转化为电能的清洁能源技术，分离式热管在风能发电中起到 散热和能量回收的作用。
服务器散热
总结词
分离式热管在服务器散热中具有显著优势，能够满足高密度、高效率的散热需求。
详细描述
服务器在运行过程中会产生大量热量，需要高效的散热方案来确保稳定运行。分 离式热管可以将服务器内部的热量快速导出，并传递给散热器，实现高效散热。 这种散热方式适用于大型数据中心和高性能计算领域。
显卡散热
100%
航空航天领域
在航空航天领域中，利用分离式 热管实现高效的热管理。
80%
工业余热回收
将分离式热管应用于工业余热的 回收和利用，提高能源利用效率。
成本与经济效益的平衡
降低制造成本
通过优化设计和生产工艺，降 低分离式热管的制造成本。
分离式热管管排组合与传热
关 键词 ： 高压 发 生器 分 离式 热管 管排 组合 中图分 类号 ： Ｋ ７ ． ；Ｂ １ Ｔ １２４Ｔ ６６ 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ０ １ （０ ０ ０ － ４ －６ １０ ￣５ ６ ２ １ ） １ ０ ８ ０ ０
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｈ ｅ ｔ ｔ ａ ｆ ｒ ｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ｈ ａ ｐ ｎ ｅ ｂ ｎｋ ｃ ｍ ｂ ｎａ ｉ ｎ ａ ｒ ｎｓ ｅ ｆ ｄ ｆ ｒ ｎｃ ｅ ｔｐｉ ｅ ｉ ｔ ｒ ａ ｏ ｉ ｔｏ
Ｓ ｉＤｉ ｇ ｎ Ｊｎ Ｓ ｍｉ ｈ ｎ ｍｉ ｇ ｉ ｕ ｎ
（ ｎｔ ｕｅｏ ｎ ｒｙＮ ｎｉｇ Ｕ ｉｅｓ ｙｏ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ａ ｊ ｇ２ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｉｓ ｔ ｆ ｅ ａ ｊ ｎ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎ ｎｉ １ ０ ９， ｈｎ ） ｉｔ Ｅ ｇ ｎ ｖ ｔ Ｔ ｏ ｎ
１ 引 言
用 碳钢 一水热 管 作 为传 热 元 件 回收 烟 气 中废 热
到溴化 锂 吸收式 制冷 机 的高 压 发 生器 中具 有诸 多 优 势 ， 高温 烟气废 热 回收 时 ， 管换 热 器 前 后 的传 但 热 热温差 差别较 大 ， 前排热 管在 高温 烟气 中容 易使 热管
２１ ０ ０年第 １期
低 温
工 程
Ｎｏ ２ ０ ．１ ０１
总第 １３期 ７
ＣＲＹＯＧＥＮＩ ＣＳ
分 离式 热 管 管 排组 合 与传 热
石定 明 金 苏敏
（ 京 工业 大学 能源 学 院 南 京 南 ２００ ） １０ ９
摘 要 ： 离式热 管在 不改 变蒸发段 和冷凝段 总换 热 面积 的情 况 下通过 管排 组合 可 以 改 变热 管 分 换 热器局部 热 管的 面积 比 来改 变传 热 。研 究 分 离式 热 管换 热器在 不 同管排 组 合 下传 热 差异 ， 结 大 总 温 差传热 下采 用何 种 管排组 合取得 废热 回收过 程 中的 热管安 全 、 高压发 生 器 中均 匀传 热 以及 传 热 能
分体热管热回收
分体热管热回收
分体式热管热回收是一种高效的传热装置，主要用于回收排风过程中的能量，预冷或预热新风，且不存在交叉污染的风险。
这种技术可以回收远距离排风中的能量、高湿气体中的能量、带污染、易爆、腐蚀性的排风中的能量，并且适用于排气温度高达120°的工艺性环境，以及从排气中预冷或预热外部空气的舒适性环境。
此外，分体式热管热回收系统有多种设计，例如多回路设计可以增强热回收性能，可选用控制阀、旁通、防结霜、经济运行模式，气、液管路单独设计以获得最大的热回收效果。
这种系统可以提供最长距离为单程80米的送排风距离，并具有45％-65％的工作效率。
以上内容仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
分离式真空热管采暖系统的应用
分离式真空热管采暖系统的应用随着科技的快速发展，人们的生活方式也在不断地向着更加智能化、舒适化的方向发展。
在今天这个节能、环保的时代，分离式真空热管采暖系统逐渐成为了一种非常受欢迎的采暖方式。
下面我们就来探讨一下分离式真空热管采暖系统的应用。
一、分离式真空热管采暖系统的原理分离式真空热管采暖系统是一种以分离式真空热管为核心组件，通过与现有的锅炉、地暖管路、输配电线路、水路等组合使用，构建一个完整的采暖系统。
该系统能够利用太阳能的热量，通过真空管将太阳能收集得以存储。
在系统开始使用时，通常会先通过锅炉升温，然后将蓄热罐中的热量输送至地暖管路或是给水管路。
在夜晚或是阴雨天气时，锅炉将接替太阳能进行采暖供热。
二、分离式真空热管采暖系统的优点1、环保节能：分离式真空热管采暖系统的主要优点之一在于它非常环保节能。
系统利用太阳能热量进行热量收集，因此在使用过程中不会产生任何的二氧化碳等有害物质，既可降低能源的消耗，又可保护环境。
2、稳定可靠：分离式真空热管采暖系统具有更高的采暖效果，可以在较低的温度下进行供热。
该系统的高效稳定，不仅可满足家庭采暖使用，同时也完全能够满足财力、厂房、写字楼等大型建筑物的采暖需求。
3、使用寿命长：分离式真空热管采暖系统使用的是高品质的热管，其使用寿命可达到20年以上。
因此，该系统在使用过程中是非常可靠且经济的。
4、安全可靠：分离式真空热管采暖系统并不依赖于天气条件，一旦失去了太阳能的供给，系统就会自动转到锅炉供热。
这样就解决了无法晒太阳的情况，确保了房屋的温度不会过低，同时确保了使用者的安全。
三、分离式真空热管采暖系统的应用领域1、家庭住宅：分离式真空热管采暖系统在家庭住宅采暖上应用非常广泛，其通过地暖、壁挂炉等方式实现采暖，烘干衣物、热水使用等，极大地提高了住宅的舒适性。
2、商业和公共建筑：分离式真空热管采暖系统在商业及公共建筑中的应用也是越来越广泛。
特别是在写字楼、宾馆、会议中心、剧院、图书馆、学校等场所。
分离式太阳能热管供暖供热水技术
分离式太阳能热管供暖供热水技术摘要：提出一种新型的分离式太阳能热管供暖供热水技术，介绍了分离式太阳能热管供暖供热水装置的工作原理、组成、运行及技术特点。
该装置通过分离式热管将壁挂式太阳能集热器与建筑内墙一体化结合，热响应速度快、传热性能高效，能够实现了太阳能无动力供暖，同时有供生活热水功能。
通过理论计算，为装置中的分离式热管选取了合适的工况、工质及管壳。
关键词：太阳能；分离式热管；供暖；无动力0 引言太阳能是一种在建筑中非常具有利用潜力的清洁能源，取之不尽用之不竭。
建筑能耗约占社会总能耗的三分之一，而在北方地区，供暖能耗更是占了建筑能耗的40 %左右。
夏热冬冷地区同寒冷及严寒地区一样，冬季也有供暖需求。
寒冷地区采用集中供热的方式供暖，而夏热冬冷地区居住建筑通常采用单体空调来承担建筑供暖热负荷。
供暖和生活热水能耗在建筑能耗中属于低品位的一类，使用适宜的技术手段，完全可以利用太阳能来满足，太阳能低温辐射供暖就是一种较为有效的太阳能供暖技术。
热管是一种高效的传热元件，具有自然循环、相变传热等优点，在建筑供暖的应用研究还处于初步阶段，若将热管技术利用在建筑供暖中，可提高太阳能替代常规能源的比例，充分发挥太阳能在建筑节能中的巨大潜力[1]。
分析了现有热管作为供暖末端的三种形式，提出一种分离式太阳能热管供暖供热水技术，采用太阳能作为热源，通过分离式热管将壁挂式太阳能热水器与墙体结合，利用墙体的辐射与对流换热进行室内供暖，兼有供生活热水功能。
整个装置无动力输送热量，即可满足供暖需求，同时各构件能够与建筑一体化结合。
1 太阳能热管供暖技术现状现有的低温热源供暖系统中，以热管作为供暖末端尚处于基础理论研究阶段，主要有以下三种类形式：1.1 热管直接作为供暖末端上海理工大学于国清等人发明了一种“热管式太阳能取暖器”，并已申请了发明专利。
该取暖器采用若干根重力式热管倾斜穿越建筑围护结构，集热段插入太阳能真空集热管内，布置在室外；放热段设有金属外罩，布置在室内。
一种热管式空气源热泵采暖系统实验研究
一种热管式空气源热泵采暖系统实验研究梁杰解居志陈炳泉黄娟管祥华青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司山东青岛 266000摘要：通过在用户现场分别安装一套水循环空气源热泵采暖系统和热管式空气源热泵采暖系统在冬季进行制热运行，对两种采暖系统的制热特性进行研究。
实验结果表明，室外环境温度相当且室内温度相当时，热管式空气源热泵系统耗电量较水循环空气源热泵采暖系统节省4%；室外环境温度相当时，室内环境温度由15℃升高至20℃，热管式空气源热泵系统耗时仅为水循环空气源热泵采暖系统的37.5%；室外环境温度相当时，室内换热器温度由13.5℃升高至30℃，热管式空气源热泵系统耗时仅为水循环空气源热泵采暖系统的24.5%；研究还进行了除霜等运行分析，综合为热管式空气源热泵采暖系统的设计提供实验基础。
关键词：热管；采暖；空气源热泵Experimental study on a heat pipe type air source heat pump heatingsystemLIANG Jie JIE Juzhi CHEN Bingquan HUANG Juan GUAN XianghuaQingdao Economic & Technology Development Zone Haier Water Heater Co., Ltd. Qingdao 266000Abstract: By installing a set of water circulation air source heat pump heating system and a heat pipe type air source heat pump heating system on the user's site, the heating characteristics of the two heating systems are studied. The experimental results show that the power consumption of the heat pipe air source heat pump system is 4% less than that of the water cycle air source heat pump system when the outdoor ambient temperature is the same and the indoor temperature is the same; when the outdoor ambient temperature is the same, the indoor ambient temperature rises from 15℃ to 20℃, and the time consumption of the heat pipe air source heat pump system is only 37.5% of that of the water cycle air source heat pump system; when the outdoor ambient temperature is the same When the temperature of the indoor heat exchanger rises from 13.5℃ to 30℃, the time consumption of the heat pipe air source heat pump system is only 24.5% of that of the water circulation air source heat pump heating system; the operation analysis of defrosting is also carried out, which provides the experimental basis for the design of the heat pipe air source heat pump heating system.Keywords: Heat Pipe; Heating; Air source heat pump中图分类号：TU83DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.99.0020 引言随着社会的不断发展，能源危机愈发严重，寻求清洁能源的开发与利用成为各国都在追寻的目标，我国作为能源消耗大国，建筑能耗约占社会总能耗的30%，燃煤则占总能源消耗的70%左右[1]。
一种回热式的蓄热型太阳能与热泵联合干燥系统[实用新型专利]
![一种回热式的蓄热型太阳能与热泵联合干燥系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/49190933a58da0116d17491a.png)
专利名称：一种回热式的蓄热型太阳能与热泵联合干燥系统专利类型：实用新型专利
发明人：罗熙,邱羽,李明,王云峰,余紫云,王凤,刘恋
申请号：CN201520302635.7
申请日：20150512
公开号：CN204730617U
公开日：
20151028
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种回热式的蓄热型太阳能与热泵联合干燥系统，此系统由太阳能集热器、多个阀门、储水箱、干燥室、循环风机、冷凝换热盘管、蒸发换热盘管、隔离板、循环水泵、冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀组成。
该系统将太阳能与热泵供能相结合，通过多种供能模式的切换太阳能蓄能供热模式（单独）、热泵干燥除湿模式（单独）、太阳能热泵联合蓄能供热模式，共三种运行模式，不仅能在不同气候条件下完成连续干燥作业，可实现而且极大地满足加热和除湿的要求，节能效果好。
申请人：云南师范大学
地址：650500 云南省昆明市呈贡区聚贤街768号云南师范大学太阳能研究所
国籍：CN
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清华大学科技成果——高效分离式热管采热供暖系统
清华大学科技成果——高效分离式热管采热供暖系统成果简介近几年来，城市的采暖设施基本上向着集中式供暖发展，但对于城市中少部分以及农村大部分无法实现集中式供暖的家庭来说，如何实现更方便高效的远距离供暖传输是急切需要解决的问题。
节能减排已经成为全社会共同关注的问题，在工业生产中会产生巨大的低品味余热，大多数都被浪费了，如何能够方便高效利用这部分低品味热量，将热高效传输到远距离的地方进行使用，也是急切需要解决的问题。
本技术成果以内部有相变工质的热管为换热元件的热管换热循环控制系统，具有传输距离远，传热效率高、热管表面温度均匀（与热源温度相等）、自动循环控制方便等优点，可实现固体与固体或固体与流体间的传热、冷热流体不混合和控制露点腐蚀等，在国内的一些行业，如动力、化工、建材、冶金等工业中有应用价值。
本技术成果申报发明专利和实用新型专利。
系统样机如图1：图1 高效分离式热管采热供暖系统样机图2 本技术与普通热水供暖循环换热量对比图2是本技术与普通热水供暖循环换热量对比，普通热水循环供暖过程，热水系统与热源必须有换热温差，所以热水温度比热源温度低很多，流动到冷源释放过程中，因换热温差较小，所以最终换热量较低。
本技术热管循环供暖系统的内部传热工质与热源没有温差，工质传递到冷源释放热过程中，其换热温差较大，系统换热量大。
传输过程距离远，应用前景广阔。
应用范围此系统可将低品位气体、液体等中低温热源（40-300℃），进行高效远距离传输热量，传输热量的品味不降低，换热量大。
适用于动力、化工、建材、冶金、电厂等有余热同时需要加热，但余热和需要加热的地方分离较远的场合，也适用于农村独立进行采热供暖。
效益分析此技术可充分利用低品位热源进行远距离传输热量，换热量比普通水循环换热量高20-50%，系统初投资低，预计此系统一年半即可收回成本。
此技术可以更有效地利用余热，经济效益会根据具体情况更为节能。
合作方式成果转让。
分离式真空热管采暖系统的应用
分离式真空热管采暖系统的应用作者：时龙来源：《科技资讯》 2012年第32期时龙(吉林市热力集团有限公司吉林吉林 132000)摘要:热管技术逐渐应用到采暖工程,作为一种独特的采暖技术——分离式真空热管采暖与低压蒸汽采暖、真空蒸汽采暖的工作原理、运行工况有很多相同之处,由于导热液无毒、不冻、不腐蚀、不结垢减少了日常维护,延长了管道、散热器和锅炉的使用寿命,因此,该种采暖技术越来越被人们所重视。
关键词:真空热管汽化冷凝导热液坡度中图分类号:F713.5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0070-01热管于四十年前就已经在工业上得到应用,由于它具有很高的热传导性能,工作可靠,结构简单,又无任何运动部件,因此热管在现代传热技术学科中越来越被人们重视。
经过专业人员的不断努力,在上个世纪九十年代初山东、黑龙江相继出现了多种形式的热管采暖工程,热管技术逐渐走进了供热领域。
1 分离式真空热管采暖系统运行原理热管的工作原理就是沸腾和凝结的相变换热过程。
在一个垂直安放的真空管中,管中底部的载热体(液态)被加热汽化,蒸汽跑到管的上部,放热冷凝又变成了液体,沿管壁又下滑到管的底部,就这样形成了一个加热汽化(沸腾),散热冷凝(蒸汽凝结)的往退相变换热方式。
分离式真空热管采暖系统由锅炉、室内、升管道(钢管)和钢制散热器组成,不运行时全系统处于真空状态,(P＝－0.1 MPa),运行时锅炉内的载热工质(此种导热液由多种材料组成,它无色、无毒、不腐蚀、不结垢)被加热蒸发,导热液变成了导热汽,通过管网来到散热器,放热后导热汽冷凝又变成了导热液,靠自重或沿一定的坡度又回流到锅炉内。
这种采暖系统是完全封闭的自然循环采暖系统,它是一个即放大又伸长了的热管。
2 分离式真空热管采暖系统设计实例(1)工程概况:吉林市永吉县双河镇中心小学校教学楼,主体四层,局部五层,层高3.3 m,砖砼结构,墙厚370 mm,建筑长82.76 m,宽8.1 m,建筑面积3.144 m2。
常温小温差下的分离式热管换热器充液率研究
R = m v /Ve
( 3)
式中: m 充入的工质质量, kg;
v 液相工质比体积, kg /m 3。
设蒸发器长度 为 L, 干度为 xL, 管内 径为 D。 距蒸发器入口 l 处的工质干度为 x, 则:
qm r= q D l
( 4)
式中: qm、qm 管内总流量和气相流量, kg / s。
则汽化的工质质量流量为:
化, 同理可推知冷凝器中工质变化也呈线性变化。 因此蒸发器内工质质量为:
m
e
=
0
L
Ae v
dl
=
X0
Ae
0
x
1 v + ( 1- x)
v
L e dx xL
= A eL e
lnv
-
ln( v xL + v - v xL ) xL (v - v )
( 8)
类似地, 冷凝器内工质质量为:
m c = A cL c
注: a, b, c, d, e, f, g, h, ,i ,j k, l- 测温点。 图 1 分离式热管试验台
蒸发器和冷凝器均采用水平布置的蛇管串联 结构, 不设置上下集箱, 管束为错排布置。其中蒸 发器横截面如图 2所示, 铜管外壁钎焊有铝合金大 套片肋片。
图 2 蒸发器剖面图
设有 2组离心式风机, 可实现 0~ 4m / s的风速 调节。蒸发器前装有功率为 1800W 的电加热器, 用以加热蒸发器进风。该试验是模拟小温差环境 下室内 热 管 散 热 器 的 工 作。蒸 发 器 管 总 长 为 5 22m, 冷凝器管总长 7 34m, 管内径均为 8mm; 上 升管内径为 6mm, 下降 管内径 为 8mm, 管 长均为 2m。
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第21卷第12期2001年12月 中 国 电 机 工 程 学 报Proceedings of the CSEEVol.21No.12Dec.2001ν2001Chin.S oc.for Elec.Eng.文章编号:025828013(2001)1220050204分离式热管回热器用于热泵干燥系统传热分析杜 垲,张建成(东南大学动力工程系,江苏南京210096)ANALYSIS OF HEAT TRANSFER ON HEAT RECOVER Y EXCHANGER OF SEPARATE HEAT PIPE APPLYING T O HEAT PUMP D R YING SYSTEMDU Kai,ZHAN G Jian2cheng(Department of Power Engineering,Southeast University,Nanjing210096,China)ABSTRACT:In the heat pump drying system,the air coming from drying room is cooled before entering the evaporator,and the air from the evaporator is heated by heat recovery exchanger of separate heat pipe.The drying ability of the heat pump dry2 ing system is increased.The characters of heat transfer of sepa2 rate heat pipe are analyzed in heat recovery exchanger.Accord2 ing to the characters of the heat pump drying system,the heat recovery exchanger of separate heat pipe is para2 tive experimental tests of heat pump in drying with close air cir2 culation and heat pump in drying with heat pipe recovery ex2 change were conducted.The result is satisfactory.KE Y WOR DS:heat pump;heat reconvery;separate heat pipe; drying摘要:在回热闭式热泵干燥系统中,用分离式热管将进入蒸发器的空气先行冷却,取出湿空气的热量,同时又用这部分热量来加热出蒸发器的干空气,以提高热泵干燥系统的去湿能力。
该文分析了分离式热管在这种工况下的传热性能,并根据热泵干燥系统的特点,对热管回热器作了具体的设计。
最后,分别对有热管回热器和无热管回热器的热泵干燥系统进行了实验对比,取得了满意的结果。
关键词:热泵;回热;分离式热管;干燥中图分类号:T K172.4 文献标识码:A热泵技术用于干燥,具有节能和减少污染双重效益。
高温空气流经干燥室,吸收被干燥物料水份后含湿量增大,温度有所下降,但相对而言,此时空气的温度还是较高的。
为了使这部分空气中的水蒸气凝结去湿,必须使其经蒸发器冷却到露点以下。
出蒸发器的空气温度越低,去湿量也越大。
出蒸发器空气的相对湿度接近饱和状态,基本没有除湿能力,所以需要将其通过冷凝器加热,以提高空气的饱和水蒸汽的分压力来降低其相对湿度,从而提高空气的去湿能力。
闭式热泵干燥循环系统见图1。
图1 热泵干燥系统流程Fig.1 H eat pump drying system without heat recovery显然,如果将蒸发器前后的空气进行热交换(即回热),使干燥室排出的湿空气在进入蒸发器前先经过回热器,与蒸发器出口含湿量较低的干空气进行热交换,使湿空气降温,同时将热量传给从热泵蒸发器除湿后出来的冷空气,从而实现空气的回热。
由于循环空气进行了回热,在蒸发器吸热量不变的情况下,减小了蒸发器吸收湿空气的显热负荷,增加了吸收湿空气潜热负荷,从而提高系统的除湿能力。
此外,循环空气经过回热后,使经过热泵冷凝器后的空气的温度提高,加速了物料的干燥[1]。
对于空气回热闭式热泵干燥循环系统,空气回热器的设计和布置是提高干燥系统效率的关键,本文主要分析采用分离式热管换热器作为空气回热器的传热性能和特点。
1 热泵干燥系统回热器的特点及要求回热闭式热泵干燥系统采用空气回热循环,有益于节能,其流程图见图2,该系统特点为:①空气益于节能,其流程图见图2,该系统特点为:①空气回热器两侧的流体都是气体,对流换热系数小;②换热温差较小,空气回热温度低;③闭式系统,提供的压头小,即流过空气回热器的允许阻力降小;④换热器布置空间较小,风管布置困难。
图2 回热热泵干燥系统流程Fig.2 H eat pump drying system with heat recovery对于空气回热的热泵干燥循环系统,如果采用常规的间壁式换热器作为空气回热器存在问题为:①对流换热系数与换热温差小,在一定的换热量情况下,换热面积大,势必占据热泵干燥器的有效空间;②流动阻力降大,风机的全压要求大,造价高;③风管道布置复杂,设备体积大。
针对上述的问题,在空气回热器的选择和设计中应使其满足以下要求:(1)空气回热器的冷、热侧都要采取强化传热措施;(2)减少流动阻力,尽可能采用气体横向绕流管束;(3)将冷、热侧的换热面积尽可能布置在热泵蒸发器的出口和进口,这样风管道布置简单。
在此采用分离式热管换热器,可以很好地利用其特点来满足上述措施的要求。
2 分离式热管回热器传热原理及特点分离式热管(如图3所示)的蒸发段和冷凝段互相分开,它们之间通过一根蒸汽上升管和—根冷疑液下降管连接成—个循环回路。
热管内的工作液体在蒸发段被加热变成蒸汽通过上升管输送到冷凝段,蒸汽在冷凝段被管外流过的流体冷却而凝结,冷凝液由下降管依靠重力流回到蒸发段,继续被加热蒸发,如此不断循环,达到传输热量的目的[2]。
其特点为:(1)热量的传输在分离式热管中,是通过工质的相变来实现的,故传热温差小;(2)热源、热汇分隔,冷、热侧的换热面积可以灵活布置。
在回热闭式热泵干燥系统中可分别布置在蒸发器的进、出口,不受距离限制;(3)分离式热管的冷、热侧均为管外换热,可以采取增加环形翅片的强化传热措施,以弥补气体对流换热系数小的影响;(4)冷、热侧的换热面积可根据需要进行调整。
图3 分离式热管示意图Fig.3 Diagram of separate HP3 分离式热管回热器设计及传热分析回热闭式热泵干燥系统采用分离式热管换热器作为空气回热器,其结构布置如图4所示,采用7组热管(即分为7级),来自干燥室的湿空气流经分离式热管换热器的蒸发段,温度降低。
出热泵蒸发器的冷空气流经分离式热管换热器的冷凝段,温度升高。
冷凝段的位置高于蒸发段,分离式热管换热器的设计参数如表1所示,结构参数如表2。
图4 空气回热闭式热泵干燥系统示意图Fig.4 Diagram of heat pump dryingsystem with air heat recovery 表1 分离式热管换热器设计参数T ab.1 Design paraments of separate HP heat exchanger参数名称数值参数名称数值湿空气流量/Nm 3h -1700干空气流量/Nm 3h -1700湿空气进口温度/℃45干空气进口温度/℃24蒸发段允许阻力降/Pa<30冷凝段允许阻力降/Pa<3015 第12期 杜 垲等: 分离式热管回热器用于热泵干燥系统传热分析表2 分离式热管换热器结构参数T ab.2 Structure paramenters of separate HP heat exchanger参数名称数值参数名称数值基管(d0×δ)/mm10×1横向管间距S T/mm26翅片高度l f/mm6纵向管间距S C/mm26翅片厚度δf/mm0.2热(冷)侧迎风面管数B19(18)翅片间距s f/mm 2.5纵向管排数N7热侧换热管长度L/m0.3热(冷)侧总热管数N T130(122)冷侧换热管长度L/m0.3布置方式错排、逆流3.1 传热计算结果及分析参照文[2]中的热管设计计算方法,可获得以下的计算结果,见表3。
表3 计算结果汇总T ab.3 R esults of calculation参数名称数值参数名称数值湿空气出口温度/℃35干空气出口温度/℃34湿空气阻力降/Pa22干空气阻力降/Pa23换热面积S/m214.34对数平均温差/℃10.9总传热系数/W(m2・℃)-116.84回收热量/kW 2.64 通过计算,可看出采用分离式热管,传热温差较小,热管的工作温度在31℃～39℃之间,冷、热侧的流体与管壁的传热温差在4℃～5℃之间。
采用环形翅片后,肋化系数高达9.4,换热面积大幅增加;同时,热管的热侧有效平均换热系数为36.8W/(m2・℃),冷侧有效平均换热系数为36.48W/(m2・℃),与列管式换热器相比有较大提高;在设计中,冷、热侧的管子数也不相同,这样的调整可使两侧的换热系数接近,阻力降也相当,更有利于提高干空气的出口温度。
3.2 设计中应注意的事项(1)在设计工况下,从热管的工作压力、工作温度、工质与管子材料的相容性以及工质的品质因数考虑,工质选用丙酮较合适。
(2)采用环形翅片强化传热,在允许的阻力降范围内以及加工条件可行的情况下,尽可能采用大密度的翅片结构。
(3)通过调节横向管间距和翅片间距的方法,实现阻力降的调整。
(4)冷凝段可以小倾角方式水平布置,但下降管要接在下联箱的下部,热管的冷、热段要保持一定的高度差,以利于热管的工作介质循环。
4 实验结果与分析空气回热闭式热泵干燥系统是在原闭式热泵干燥机基础上加装分离式热管回热器构成的,其系统见图4.主要部件有:2FL5B半封制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、分离式热管换热器、引风机、干燥室、调节风门等组成。
制冷剂采用R142b。
分离式热管回热器的冷凝段与蒸发段均采用翅片管结构,热管工质选用丙酮。
实验分别进行了有分离式热管回热器和无回热器两种情况的干燥实验。
被干燥的物料为含有一定水分的聚胺脂海绵,通过对比干燥前后聚胺脂海绵的重量,得出除湿量。
实验条件为干燥室出口空气状态为:干球温度t1=45℃、含湿量d1=0.028(kg/kg空气)。