[科普中国]-热水加热器

热水加热器，它包括壳体、加热管，所述的加热管为多根并联而成，每根加热管一端为水入口，另一端为热水出口，该加热管的外围涂有防火漆，漆外为耐高温绝缘层，绝缘层外为电热线，最外围为保温层，本加热器结构紧凑，安装使用方便，由于水路分成多个并联，传热好，加热管外甚至壳内保温使得加热器保温性能好。

热管式热水加热器的工作原理把热管技术和锅炉技术有机结合的换热装置, 与专用沼气灶配套应用于沼气增温系统。该加热器的核心元件是由多根重力式热管按照一定的排列方式组成的热管束, 应用了重力式热管的工作原理。重力式热管一般由管壳和端盖组成, 管内被抽成10- 4~ 1. 3 × 10- 1负压, 并充以适量的低沸点工作液体, 如乙二醇、丙酮等, 用端盖加以密封, 制成热管。沿轴向方向热管可分为3 段, 即蒸发段、绝热段、冷凝段。其工作原理为: 热管的蒸发段吸收外部热源的热量, 使其内部工作液体的温度上升, 随着工作液体温度上升, 液面蒸发直至形成饱和蒸汽压, 此时热量以潜热的形式传给蒸汽, 随着工作液体温度的上升, 饱和蒸汽压不断上升。蒸汽在压差的作用下, 通过蒸汽通道上升到低压且温度也较低的冷凝段, 遇冷在气液分界面上冷凝放出潜热。放出的热量通过冷凝段管壁传给冷源, 而冷凝后的液体在自身重力的作用下回流到蒸发段再一次准备接受热源热量, 以此循环, 热量就源源不断从热管蒸发段传至冷凝段。1

热管式热水加热器的结构设计现有的热管式热水加热器内的热管束通常采用相互平行且与隔板成垂直角度的均布方式固装在隔板上, 采用燃气灶为燃烧器, 由于燃气灶的火焰区域呈圆形, 并集中在燃烧室中心区域, 所以位于隔板中心外侧的热管加热端部会远离燃气灶火焰燃烧加热区域, 造成热管受热不均匀, 不仅影响加热器的热效率, 同时也会影响沼气的产生。

热管式热水加热器的结构特点是: 在隔板上, 位于烟道外侧以同一中心点为圆心依次从内至外的不同直径尺寸圆周部位处均布且上端向外侧倾斜地固装多个热管座, 且热管座与垂直方向之间的外倾角度依次增大; 同轴心固装在热管上的台肩式外螺纹套筒同轴心的插装在相应的热管座孔内, 其两者之间配装密封垫, 通过锁紧定位螺母将台肩式外螺纹套筒固装在热管座上。上述结构特点的优点是: 热管倾斜安装在隔板上, 热管下侧的蒸发段向下集中到燃烧室加热源的上方, 使热管受热均匀, 不仅便于集中吸热, 同时也提高了位于外侧部热管的管壁温度, 防止酸露点腐蚀; 而热管上侧的冷凝段向上呈发散的形式伸到水腔室中, 使热管能更快速、有效地进行传热。热管束在隔板上安装结构是一个可拆卸结构, 若单根热管损坏, 可以很方便地进行维修、更换。1

常见故障与排除换热器加热效果差管箱拆卸过的换热器 , 管板与管箱间的石棉橡胶板很易损坏, 失去密封、 棕桐油就会走短路, 使加热效果降低。 此时需卸下管箱, 更换石棉橡胶板, 使管箱隔板重新获得密封。 物料沉淀结垢堵塞、 管箱隔板以下的换热管, 加热效果严重降低. 可采取机械清理沉淀结垢, 清除堵塞解决。如换热器外的管道装错, 换热器同样无加热效果。

换热管穿孔长时间运行, 换热管不断受冲擦、侵蚀、管壁减薄、穿孔、排液口有大量的油带出、 油出口出现蒸汽 . 此情况可以对壳程试水压、查出那根管子穿漏, 然后用塞管的办法, 使换热器暂时运行, 最有效的办法是更新换热管。

换热器发出响声主要是换热器管程存有空气, 被加热的空气体积膨胀、热水加热器伴随棕桐油的流动发出响声。只要将空气排除, 问题就会解决。2

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魏大勇 - 副教授 - 西南大学