熱管技術簡介
1.熱管簡介 熱管技術是1963年美國LosAlamos國家實驗室的G.M.Grover發明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。熱管技術目前已廣泛套用於宇航、軍工、鋼鐵、機械等行業。
2. 工作原理
3. 熱管優點
①金屬、非金屬材料本身的導熱速率取決於材料的導熱係數、溫度梯度，正交於溫度梯度的截面面積。以金屬銀為例，其值為415W/m2٠K左右，經測定，熱管的導熱係數是銀的幾百倍到上千倍，故熱管有熱超導體之稱。
②由於熱管內的傳熱過程是相變過程，而且工質的純度很高，因此熱管內蒸汽溫度基本上保持恆溫，經測定：熱管兩端的溫差不超過5℃，與其它傳熱元件相比，熱管具有良好的等溫性能。
③熱管能適應的溫度範圍與熱管的具體結構、採用的工作流體及熱管的環境工作溫度有關。目前，熱管能適應的溫度範圍一般為-200℃～2000℃，這也是其它傳熱元件所難以達到的。
4、熱管式餘熱回收裝置
1)原理 熱管式餘熱回收裝置的核心部件是熱管。
基本結構：熱管蒸汽發生器是由若干根特殊的熱管元件組合而成。其基本結構如圖所示。熱管的受熱段置於熱流體風道內，熱風橫掠熱管受熱段，熱管元件的放熱段插在水—汽系統內。由於熱管的存在使得該水—汽系統的受熱及循環完全和熱源分離而獨立存在於熱流體的風道之外，水—汽系統不受熱流體的直接沖刷。
工作原理：熱流體的熱量由熱管傳給水套內的飽和水（飽和水由下降管輸入），並使其汽化，所產蒸汽（汽、水混合物）經蒸汽上升管達到汽包，經集中分離以後再經蒸汽主控閥輸出（汽包內的水由104℃除氧水經水預熱器加熱至175℃後供給）。這樣由於熱管不斷將熱量輸入水套，通過外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循環，達到將熱流體降溫，並轉化為蒸汽的目的。
2)優點
(1)熱管換熱設備較常規換熱設備更安全、可靠，可長期連續運行。
(2)傳熱效率高，啟功速度快，熱管的冷、熱側均可根據需要採用纏繞翅片來增加傳熱面積。
(3)有效的防止積灰，換熱器設計時能夠採用變截面形式，保證流體通過熱管換熱器時等流速流動，達到自清灰的目的。
(4)結構緊湊，占地面積小。
(5)熱流密度可變性。熱管可以獨立改變蒸發段和冷凝段的加熱面積，這樣可以控制管壁溫度以避免出現露點結灰或酸腐蝕。
汽化冷卻技術
1.汽化冷卻的原理及優點。 汽化冷卻就是冷卻水吸收的熱量用於自身的蒸發，通過水的汽化潛熱帶走受熱部件的熱量，使部件得到冷卻。倘若採用水冷卻，lkg水每升高1℃所吸收的熱量僅為4.2kJ;而100℃等量的水變為100℃的蒸汽,汽化過程吸收的熱量約為2253kJ/kg，為前者的500多倍。所以，汽化冷卻的冷卻效率高;大大減少冷卻水的消耗量，可減少到冷卻水用量的1/30～1/100;汽化冷卻所產生的蒸汽可供用戶使用。
2. 汽化冷卻煙道的冷卻系統 汽化冷卻煙道是用無縫鋼管圍焊成的筒形結構，其斷面呈方形或圓形均可，圖12-2為汽化冷卻系統流程。
熱泵技術
熱泵是通過做功使熱量從溫度低的介質流向溫度高的介質的裝置。建築的空調系統一般應滿足冬季的供熱和夏季製冷兩種相反的要求，傳統的空調系統通常需分別設定冷源（制冷機）和熱源（鍋爐）。
建築空調系統由於必須由冷源，如果讓它在冬季以熱泵的模式運行，則可以省去鍋爐和鍋爐房，不但節省了初投資，而且全年僅採用電力這種清潔能源，大大減輕了供暖造成的大氣污染問題。採用熱泵為建築物供熱可以大大降低一次能源的消耗，通常我們通過直接燃燒礦物燃料產生熱量，並通過若干傳熱環節最終為建築供熱。在鍋爐和供熱管線沒有熱損失的理想情況下，一次能源利用率最高不會超過100%，在現有技術條件下，熱泵供熱的性能係數可達3.5或更高，火力發電站的效率可達35%～58%，因此採用燃料發電再用熱泵供熱的方式，在現有先進技術條件下一次能源利用率可以達到200%。
研究表明，採用熱泵的供熱方式與直接燃燒礦物燃料供熱方式相比，可以節省燃料40%以上，相應減少CO2的排放量。而用電阻加熱設備把電能轉化為熱能的性能係數為1，當然是非常不經濟的。熱泵是減少CO2排放量的最經濟有效的技術。現在全世界約有1.3台熱泵在運行，總供熱量為4.7×1018J，每年減少CO2排放量約為1.3億噸。隨著熱泵技術的進一步改進，採用熱泵技術供熱使全世界CO2排放量減少16%是有可能的，因此它是建築節能和減少CO2排放的關鍵技術之一。熱泵利用的低溫熱源通常是環境或各種廢熱，由熱泵從這些熱源吸收熱量屬於可再生的能源。
熱泵分類： 熱泵可以分為空氣源熱泵（ASHP）和地源熱泵（GSHP），地源熱泵又可進一步分為地表水熱泵（SWHP）、地下水熱泵（GWHP）、地耦合熱泵（GGHP）。
1)空氣源熱泵： 空氣源熱泵以室外空氣為一個熱源。在供熱工況下將室外空氣作為低溫熱源，從室外空氣鍾吸收熱量，經熱泵提高溫度送人室內供暖;其性能係數一般在2～3。空氣源熱泵系統簡單，初投資低。空調源熱泵目前的產品主要是家用熱泵空調器，商用單元式熱泵空調機組和風冷熱泵冷熱水機組。空氣源熱泵的主要缺點在夏季高溫和冬季寒冷天氣時熱泵的效率大大降低。
空氣源熱泵的制熱量隨室外空氣溫度降低而減少，這與建築熱負荷需求趨勢正好相反。因此當空氣溫度低於熱泵工作的平衡點溫度時，需要用電和其他輔助熱源對空氣進行加熱。而且在供熱情況下空氣源熱泵的蒸發器上會結霜，需要定期除霜，這也消耗大量的能量。在寒冷地區和高濕度地區熱泵蒸發器的結霜可成為較大的技術障礙。在夏季高溫天氣，由於其製冷量隨室外空氣溫度升高而降低，同樣可能導致系統不能正常工作。空氣源熱泵不適用於寒冷地區，在冬季氣候較溫和的地區，已得到相當廣泛的套用。
2) 地源熱泵 地源熱泵是一種利用地下淺層的熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等），通過輸入少量的高位能源（如電能），將低溫位能向高溫位能轉移，以實現既可供熱又可製冷的高效節能空調系統。地源熱泵利用地能一年四季溫度穩定的特點，冬季把地能作為熱泵供暖的熱源，即把高於環境溫度的地能中的熱能取出來供給室內採暖，夏季把地能作為空調的冷源，即把室內的熱能取出來釋放到低於環境溫度的地能中。通常地源熱泵消耗1KW的熱量，用戶可以得到4KW左右的熱量或冷量。
與鍋爐(電、燃料)供熱系統相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內能為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量;由於地源熱泵的熱源溫度全年較為穩定，一般為10～25℃，其製冷、制熱係數可達3.5～4.4，與傳統的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通中央空調的50～60% 。
因此，近十幾年來，尤其是近五年來，地源熱泵空調系統在北美如美國、加拿大及法國、瑞士、瑞典等國家取得了較快的發展，中國的地源熱泵市場也日趨活躍，可以預計，該項技術將會成為21世紀最有效的供熱和供冷空調技術。
另外熱泵熱源可以是工業循環冷卻水（如高溫煙氣冷卻水等），通過熱泵回收低品位熱源中的熱能，使熱能利用效率最大化。
