分離式真空熱管采暖系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：熱管技術(shù)逐漸應(yīng)用到采暖工程，作為一種獨(dú)特的采暖技術(shù)—— 分離式真空熱管采暖與低壓蒸汽采暖、真空蒸汽采暖的工作原理、運(yùn)行工況有很多相同之處，由于導(dǎo)熱液無(wú)毒、不凍、不腐蝕、不結(jié)垢減少了日常維護(hù)，延長(zhǎng)了管道、散熱器和鍋爐的使用壽命，因此，該種采暖技術(shù)越來(lái)越被人們所重視。

關(guān)鍵詞：真空 熱管 汽化 冷凝 導(dǎo)熱液 坡度

中圖分類號(hào)：F713.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0070-01

熱管于四十年前就已經(jīng)在工業(yè)上得到應(yīng)用，由于它具有很高的熱傳導(dǎo)性能，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又無(wú)任何運(yùn)動(dòng)部件，因此熱管在現(xiàn)代傳熱技術(shù)學(xué)科中越來(lái)越被人們重視。經(jīng)過(guò)專業(yè)人員的不斷努力，在上個(gè)世紀(jì)九十年代初山東、黑龍江相繼出現(xiàn)了多種形式的熱管采暖工程，熱管技術(shù)逐漸走進(jìn)了供熱領(lǐng)域。

1 分離式真空熱管采暖系統(tǒng)運(yùn)行原理

熱管的工作原理就是沸騰和凝結(jié)的相變換熱過(guò)程。在一個(gè)垂直安放的真空管中，管中底部的載熱體（液態(tài)）被加熱汽化，蒸汽跑到管的上部，放熱冷凝又變成了液體，沿管壁又下滑到管的底部，就這樣形成了一個(gè)加熱汽化（沸騰），散熱冷凝（蒸汽凝結(jié)）的往退相變換熱方式。分離式真空熱管采暖系統(tǒng)由鍋爐、室內(nèi)、升管道（鋼管）和鋼制散熱器組成，不運(yùn)行時(shí)全系統(tǒng)處于真空狀態(tài)，（P=-0.1 MPa），運(yùn)行時(shí)鍋爐內(nèi)的載熱工質(zhì)（此種導(dǎo)熱液由多種材料組成，它無(wú)色、無(wú)毒、不腐蝕、不結(jié)垢）被加熱蒸發(fā)，導(dǎo)熱液變成了導(dǎo)熱汽，通過(guò)管網(wǎng)來(lái)到散熱器，放熱后導(dǎo)熱汽冷凝又變成了導(dǎo)熱液，靠自重或沿一定的坡度又回流到鍋爐內(nèi)。這種采暖系統(tǒng)是完全封閉的自然循環(huán)采暖系統(tǒng)，它是一個(gè)即放大又伸長(zhǎng)了的熱管。

2 分離式真空熱管采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

（1）工程概況：吉林市永吉縣雙河鎮(zhèn)中心小學(xué)校教學(xué)樓，主體四層，局部五層，層高3.3 m，磚砼結(jié)構(gòu)，墻厚370 mm，建筑長(zhǎng)82.76 m，寬8.1 m，建筑面積3.144 m2。

（2）熱負(fù)荷及散熱器選擇計(jì)算按黨規(guī)草法進(jìn)行：吉林地區(qū)采暖室外計(jì)算溫度-25 ℃，教室溫度16 ℃辦公室溫度18 ℃散熱器熱煤平均溫度85 ℃，散熱器選用鋼制高頻焊翅片管散熱器和鋼制冷纏繞翅片管散熱器兩種。

（3）采暖供熱介質(zhì)出口溫度88 ℃，回液溫度82 ℃，系統(tǒng)形式為單管水平串聯(lián)系統(tǒng)。由于國(guó)家沿未制定相應(yīng)規(guī)范，本工程參照低壓蒸汽采暖技術(shù)規(guī)范和試驗(yàn)工程積累的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行管徑選擇計(jì)算。該工程采用多根主立管，主立管居中，左右對(duì)稱布置；與水暖、低壓蒸汽采暖相比環(huán)路多、環(huán)路短，各分支環(huán)路管徑相同，長(zhǎng)度相同，熱負(fù)荷相同，力求全系統(tǒng)熱起來(lái)上下均勻，左右均勻，首尾均勻。

（4）在國(guó)家尚未頒發(fā)“真空鍋爐”、“真空加熱爐”和“真空相變爐”的有關(guān)技術(shù)規(guī)范情況下，本工程根據(jù)熱負(fù)荷選用了一臺(tái)DZG1-0.4-AII型鍋爐，安裝在半地下式鍋爐房。結(jié)合真空熱管采暖的特點(diǎn)，對(duì)壓力表液面設(shè)安全閥，主副泊管導(dǎo)作了相應(yīng)技術(shù)處理。

3 分離式真空熱管采暖系統(tǒng)安裝與運(yùn)行

該工程參照現(xiàn)行水暖施工安裝規(guī)定和驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行施工及驗(yàn)收，按設(shè)計(jì)要求把好管道和散熱器的安裝坡度及標(biāo)高；選好用好管道、散熱器支架、安裝牢固、位置準(zhǔn)確；全系統(tǒng)一律采用焊接連接，要嚴(yán)把焊接質(zhì)量關(guān)，盡量減少死口，減少固定死口的仰焊；安裝完畢后氣壓試驗(yàn)P=0.8 MPa，而后再作氣離性試驗(yàn)P=0.1 MPa。

鍋爐點(diǎn)火前，全系統(tǒng)處在真空狀態(tài)，真空壓力表顯示值P=0.1 MPa，液面計(jì)顯示值40（分離式翻板液面計(jì)高水位顯示值為40，中水位顯示值為20，低水位是0）。鍋爐運(yùn)行30～40 min后，室溫達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，此時(shí)真空壓力表顯示值P=0，液面計(jì)顯示值為24；當(dāng)壓爐時(shí)P值在0.03～0.06 MPa范圍內(nèi)波動(dòng)，上鍋筒液面位置在36～30范圍內(nèi)波動(dòng)。結(jié)合學(xué)術(shù)實(shí)際情況完全可以采用間歇供熱方式，寒假期間停爐，導(dǎo)熱液不凍（零下40 ℃不凍），系統(tǒng)又回到真空狀態(tài)P=-0.1 MPa，爐內(nèi)液面位置40。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）分離式真空熱管采暖類似于真空蒸汽采暖，采暖壓力在-0.1 MPa～0區(qū)間波動(dòng)；采暖介質(zhì)溫度T<100 ℃，隨著真空度不同，供汽介質(zhì)溫度也不同，并可在60 ℃～95 ℃之間調(diào)整，給人們一種像熱水采暖那樣舒服性體感溫度；就其冷凝液流方式來(lái)看與閉式低壓蒸汽采暖系統(tǒng)相同，即在一個(gè)閉合的自然循環(huán)系統(tǒng)中導(dǎo)熱液依靠自身重力和婆婆以度流回鍋爐。

（2）鍋爐運(yùn)行工況表明在常壓和超低壓狀態(tài)下，供熱工況最佳，為及時(shí)將導(dǎo)熱汽輸送到熱用戶，應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將鍋爐房布置在熱用戶最近點(diǎn)，蹁越近，供熱效越好，熱的越快，輸汽距離短，輸汽熱損失少。

（3）采取汽水同向流動(dòng)方式，并以0.005的坡度敷設(shè)管道和散熱器，以便及時(shí)排走冷凝液，減少水擊現(xiàn)象，保證了冷凝液在管道中的通過(guò)能力。

（4）分離式真空熱管采暖系統(tǒng)非常適合于鍋爐房供熱的單體建筑，如學(xué)校、辦公樓、公共建筑、門(mén)市房、影劇院、一制車間廠房蔬菜大棚以及遠(yuǎn)離集中供熱區(qū)的旅游山莊，獨(dú)門(mén)獨(dú)院的自家房屋等。雙河鎮(zhèn)中心小學(xué)教學(xué)樓經(jīng)過(guò)一個(gè)采暖期的運(yùn)行，完全達(dá)到了寒冷地區(qū)學(xué)校對(duì)供熱的要求，用戶滿意。吉林市能源利用監(jiān)測(cè)站（吉市能測(cè)字2004-005）熱工測(cè)試報(bào)告及吉林市工程節(jié)能評(píng)價(jià)事務(wù)所評(píng)估報(bào)告指出該校第一個(gè)采暖期節(jié)煤近30%，節(jié)電52%，節(jié)水100%；此種系統(tǒng)無(wú)跑冒、滴漏現(xiàn)象，減少了日常維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)了鍋爐、管道和散熱器的使用壽命，可見(jiàn)這種獨(dú)特的采暖技術(shù)有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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