CN204665993U - 一种超导热管换热器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热管换热器领域，旨在提供一种超导热管换热器装置。该种超导热管换热器装置包括至少一个换热器模块单元，换热器模块单元包括热管基管、翅片和管壳，热管基管两端密封设置，内部封装有工质，翅片固定在热管基管的外部，且相邻翅片的间隔距离相同，工质采用制冷剂R22、R123、R134a、R410A、R407C、R717和氨水中至少一个物质；热管基管的一侧为蒸发段，另一侧为冷凝段，热管基管与管壳固定，且热管基管的蒸发段安装在管壳内。本实用新型换热效率高、抗冻能力良好；因为没有辅助设备，设备费用较低；维修保养容易，使用寿命较长；而且占用空间较小，不存在交叉污染也不存在自身耗能。

Description

一种超导热管换热器装置

技术领域

本实用新型是关于热管换热器领域，特别涉及一种超导热管换热器装置。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、钢铁、汽车、食品以及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。尤其是在化工行业，换热器分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用甚为广泛。

近年来，随着我国石化、钢铁等行业的快速发展，换热器的需求水平大幅上涨，但国内企业的供给能力有限，导致换热器行业呈现供不应求的市场状态，巨大的供给缺口需要进口来弥补。

而当今的换热器行业传热工程面临两大问题：如何研究高绝热材料和高导热材料。具有良好导热性的材料有铝[λ＝202W/m·℃]、柴铜[λ＝385W/m·℃]和银[λ＝410W/m·℃]，但其导热系数只能达到10²W/m·℃的数量级，远远不能满足某些工程中的快速散热和传热需要，热管的实用新型就解决了这一问题。热管的相当导热系数可达10⁵W/m·℃的数量级，为一般金属材料的数百倍乃至上千倍。它可将大量热量通过很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。

目前市场上常用的换热器包括管壳式换热器、夹套式换热器、喷淋式换热器、板式换热器，为了提高换热量，常采用增大散热面积，提高散热器周围介质流速等方法，增大散热器面积会造成散热器体积变大，造成安装和使用方面的不便和增加成本。同时由于材质和结构的限制，一般换热器的换热效率为50～80％，对热源造成一定的浪费。

由于热管具有导热性能好、结构简单、工作可靠、温度均匀等良好性能，热管的导热系数可达10⁵W/m·℃的数量级，可以较小的换热面积来实现相同的换热量，结构紧凑，占用空间小。同时热管的换热效率可达95％以上，节能效果显著，因此热管在该领域的应用前景巨大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种换热效率高、占用空间较小、使用寿命较长的换热装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种超导热管换热器装置，包括至少一个换热器模块单元，所述换热器模块单元包括热管基管、翅片和管壳；所述热管基管两端密封设置，内部封装有工质，翅片固定在热管基管的外部，且相邻翅片的间隔距离相同；所述工质采用制冷剂R22、R123、R134a、R410A、R407C、R717和氨水中至少一个物质；

热管基管的一侧为蒸发段，另一侧为冷凝段，热管基管与管壳固定，且热管基管的蒸发段安装在管壳内。

作为进一步的改进，所述热管基管由管芯、连接法兰和端盖组成，管芯两端通过端盖实现密封，热管基管与管壳通过连接法兰实现固定。

作为进一步的改进，所述翅片采用绕片或套片方式均匀设置在热管基管上。

作为进一步的改进，所述翅片采用导热系数大于50J/(m.s.k)的金属片。

作为进一步的改进，所述热管基管、管壳都是金属材质的管。

作为进一步的改进，所述换热器模块单元在超导热管换热器装置中并联组合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型换热效率高、抗冻能力良好；因为没有辅助设备，设备费用较低；维修保养容易，使用寿命较长；而且占用空间较小，不存在交叉污染也不存在自身耗能。

附图说明

图1为本实用新型的装置示意图。

图中的附图标记为：1热管基管；2翅片；3工质；4管壳；5端盖。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

超导热管换热器装置包括至少一个换热器模块单元，换热器模块单元可以采用并联应用，以制作较大换热量的换热装置。

如图1所示，所述换热器模块单元包括热管基管1、翅片2和管壳4。热管基管1由管芯、连接法兰和端盖5组成，管芯两端通过端盖5实现密封；热管基管1的内部封装有工质3，工质3采用制冷剂R22、R123、R134a、R410A、R407C、R717和氨水中至少一个物质，工质3可以是单一工质，也可以是混合工质。热管基管1的一侧为蒸发段，另一侧为冷凝段，热管基管1与管壳4通过连接法兰实现固定，且热管基管1的蒸发段安装在管壳4内。翅片2是传热特性很好的金属片，一般导热系数大于50J/(m.s.k)，翅片2采用绕片或套片方式，按一定的规律均匀固定设置在热管基管1的外部，且相邻翅片2的间隔距离相同。

热管基管1是金属管，可以是铜管，也可以钢管、铝管、钼管等其他金属管。管壳4也是金属管。

工作时，管壳流体温度高于热管基管1冷凝段周边流体，以确保相变换热。当热管基管1的蒸发段受热时，管芯中的工质3迅速蒸发，蒸汽在微小的压力差下流向热管基管1的冷凝段，在冷凝段释放出热量，重新凝结成液体，液体再靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环，热量由热管基管1一侧传至另外一侧。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种超导热管换热器装置，包括至少一个换热器模块单元，其特征在于，所述换热器模块单元包括热管基管、翅片和管壳；所述热管基管两端密封设置，内部封装有制冷剂R22、R123、R134a、R410A、R407C、R717或者氨水，翅片固定在热管基管的外部，且相邻翅片的间隔距离相同；

热管基管的一侧为蒸发段，另一侧为冷凝段，热管基管与管壳固定，且热管基管的蒸发段安装在管壳内。

2.根据权利要求1所述的一种超导热管换热器装置，其特征在于，所述热管基管由管芯、连接法兰和端盖组成，管芯两端通过端盖实现密封，热管基管与管壳通过连接法兰实现固定。

3.根据权利要求1所述的一种超导热管换热器装置，其特征在于，所述翅片采用绕片或套片方式均匀设置在热管基管上。

4.根据权利要求1所述的一种超导热管换热器装置，其特征在于，所述翅片采用导热系数大于50J/(m.s.k)的金属片。

5.根据权利要求1所述的一种超导热管换热器装置，其特征在于，所述热管基管、管壳都是金属材质的管。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种超导热管换热器装置，其特征在于，所述换热器模块单元在超导热管换热器装置中并联组合。