分離式真空熱管采暖系統的應用

摘 要：熱管技術逐漸應用到采暖工程，作為一種獨特的采暖技術—— 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、運行工況有很多相同之處，由于導熱液無毒、不凍、不腐蝕、不結垢減少了日常維護，延長了管道、散熱器和鍋爐的使用壽命，因此，該種采暖技術越來越被人們所重視。

關鍵詞：真空 熱管 汽化 冷凝 導熱液 坡度

中圖分類號：F713.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0070-01

熱管于四十年前就已經在工業上得到應用，由于它具有很高的熱傳導性能，工作可靠，結構簡單，又無任何運動部件，因此熱管在現代傳熱技術學科中越來越被人們重視。經過專業人員的不斷努力，在上個世紀九十年代初山東、黑龍江相繼出現了多種形式的熱管采暖工程，熱管技術逐漸走進了供熱領域。

1 分離式真空熱管采暖系統運行原理

熱管的工作原理就是沸騰和凝結的相變換熱過程。在一個垂直安放的真空管中，管中底部的載熱體（液態）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，就這樣形成了一個加熱汽化（沸騰），散熱冷凝（蒸汽凝結）的往退相變換熱方式。分離式真空熱管采暖系統由鍋爐、室內、升管道（鋼管）和鋼制散熱器組成，不運行時全系統處于真空狀態，（P=-0.1 MPa），運行時鍋爐內的載熱工質（此種導熱液由多種材料組成，它無色、無毒、不腐蝕、不結垢）被加熱蒸發，導熱液變成了導熱汽，通過管網來到散熱器，放熱后導熱汽冷凝又變成了導熱液，靠自重或沿一定的坡度又回流到鍋爐內。這種采暖系統是完全封閉的自然循環采暖系統，它是一個即放大又伸長了的熱管。

2 分離式真空熱管采暖系統設計實例

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

（2）熱負荷及散熱器選擇計算按黨規草法進行：吉林地區采暖室外計算溫度-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）采暖供熱介質出口溫度88 ℃，回液溫度82 ℃，系統形式為單管水平串聯系統。由于國家沿未制定相應規范，本工程參照低壓蒸汽采暖技術規范和試驗工程積累的一些經驗進行管徑選擇計算。該工程采用多根主立管，主立管居中，左右對稱布置；與水暖、低壓蒸汽采暖相比環路多、環路短，各分支環路管徑相同，長度相同，熱負荷相同，力求全系統熱起來上下均勻，左右均勻，首尾均勻。

（4）在國家尚未頒發“真空鍋爐”、“真空加熱爐”和“真空相變爐”的有關技術規范情況下，本工程根據熱負荷選用了一臺DZG1-0.4-AII型鍋爐，安裝在半地下式鍋爐房。結合真空熱管采暖的特點，對壓力表液面設安全閥，主副泊管導作了相應技術處理。

3 分離式真空熱管采暖系統安裝與運行

該工程參照現行水暖施工安裝規定和驗收規范進行施工及驗收，按設計要求把好管道和散熱器的安裝坡度及標高；選好用好管道、散熱器支架、安裝牢固、位置準確；全系統一律采用焊接連接，要嚴把焊接質量關，盡量減少死口，減少固定死口的仰焊；安裝完畢后氣壓試驗P=0.8 MPa，而后再作氣離性試驗P=0.1 MPa。

鍋爐點火前，全系統處在真空狀態，真空壓力表顯示值P=0.1 MPa，液面計顯示值40（分離式翻板液面計高水位顯示值為40，中水位顯示值為20，低水位是0）。鍋爐運行30～40 min后，室溫達到設計要求值，此時真空壓力表顯示值P=0，液面計顯示值為24；當壓爐時P值在0.03～0.06 MPa范圍內波動，上鍋筒液面位置在36～30范圍內波動。結合學術實際情況完全可以采用間歇供熱方式，寒假期間停爐，導熱液不凍（零下40 ℃不凍），系統又回到真空狀態P=-0.1 MPa，爐內液面位置40。

4 結語

（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區間波動；采暖介質溫度T<100 ℃，隨著真空度不同，供汽介質溫度也不同，并可在60 ℃～95 ℃之間調整，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看與閉式低壓蒸汽采暖系統相同，即在一個閉合的自然循環系統中導熱液依靠自身重力和婆婆以度流回鍋爐。

（2）鍋爐運行工況表明在常壓和超低壓狀態下，供熱工況最佳，為及時將導熱汽輸送到熱用戶，應視現場實際情況，將鍋爐房布置在熱用戶最近點，蹁越近，供熱效越好，熱的越快，輸汽距離短，輸汽熱損失少。

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

（4）分離式真空熱管采暖系統非常適合于鍋爐房供熱的單體建筑，如學校、辦公樓、公共建筑、門市房、影劇院、一制車間廠房蔬菜大棚以及遠離集中供熱區的旅游山莊，獨門獨院的自家房屋等。雙河鎮中心小學教學樓經過一個采暖期的運行，完全達到了寒冷地區學校對供熱的要求，用戶滿意。吉林市能源利用監測站（吉市能測字2004-005）熱工測試報告及吉林市工程節能評價事務所評估報告指出該校第一個采暖期節煤近30%，節電52%，節水100%；此種系統無跑冒、滴漏現象，減少了日常維護費用，延長了鍋爐、管道和散熱器的使用壽命，可見這種獨特的采暖技術有良好的應用前景。

參考文獻

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