详细信息：超导热管工作原理、重力热管工作原理及应用。
相关专利：ZL2010202403574、ZL2011300574893
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一、热管、热管换热器综述
热管技术首先于1944年由美国人高格勒（R·S·Gaugler）所发现，并以“热传递装置”（Heat Transter Device）为名取得专利，当时因未显示出实用意义，而没有受到应有的重视。直到上世纪六十年代初期，由于宇航事业的发展，要求为宇航飞行器提供高效传热元件，促使美国洛斯·阿拉莫斯科学实验室的格罗弗（G·M·Grover）于1964年再次发现这种传热装置的原理，并命名为热管（Heat Pipe），热管技术首先成功地应用于宇航领域，之后引起了各国学者的极大兴趣和重视。热管技术于上世纪七八十年代进入中国。
热管是一种具有高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益。
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重力热管如上图所示，在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下,上升到热管上端，并向外界释放热量，工质凝结为液体。液态工质在重力作用下，沿热管内壁返回到受热段，再次受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量由一端传向另一端。由于是相变传热，因此热管内热阻很小。热管的高导热能力与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量，所以能以较小的温差获得较大的传热效率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，这就可以方便地进行强化传热。此外，由于热管内处于真空状态，工质极易沸腾与蒸发，热管因此启动非常迅速。
热管作为传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式换热器。热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点，在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。
二、热管的相容性及使用寿命
热管的相容性是指热管在预期的设计寿命内，管内工作液体同壳体不发生显著的化学反应或物理变化，或有变化但不足以影响热管的工作性能。相容性在热管的应用中具有重要的意义。只有长期相容性良好的热管，才能保证稳定的传热性能，长期的工作寿命及工业应用的可能性。影响热管寿命的因素很多，归结起来，造成热管不相容的主要形式有以下三方面，即：产生不凝性气体；工作液体热物性恶化；管壳材料的腐蚀、溶解。
产生不凝性气体 |
由于工作液与管壳材料发生化学反应或电化学反应，产生不凝性气体。热管工作时，不凝性气体被蒸汽流吹扫到冷凝段末梢汇集形成气塞，从而导致热管有效冷凝面积减小，热阻增大，传热能力降低甚至失效。 |
| 工作液热物理性质恶化 | 热管工作液为有机物，在一定温度下会逐渐分解，或与管壳材料发生化学反应，导致工作液性能改变。如苯、烷、烃类有机物工作液容易发生此类不相容现象。 |
| 管壳材料腐蚀、溶解 | 工作液在管壳内连续流动，同时存在温差、杂质等因素，使管壳材料发生溶解和腐蚀，工作液流动阻力增大，导致热管传热性能降低。管壳被腐蚀后机械强度下降，甚至腐蚀穿孔工作液泄露导致热管完全失效。 |
三、热管制造
目前节能（余热回收）领域的热管换热器，常用热管多为重力热管。热管是将无缝管内充入适量工质并在真空状态下封装而成，重力热管主要由管壳、端盖、工质三部分组成，其通常制作工序如下：
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四、热管换热器简介
热管换热器属于热流体与冷流体互不接触的表面式换热器。热管换热器显著的特点是：结构简单，换热效率高，在传递相同热量的条件下，热管换热器的金属耗量少于其他类型的换热器。换热流体通过换热器时的压力损失比其他换热器小，因而动力消耗也小。
由于冷、热流体是通过热管换热器不同部位换热的，而热管元件相互又是独立的，因此即使有某根热管失效、穿孔也不会对冷、热流体间的隔离与换热有多少影响。此外，热管换热器可以方便地调整冷热侧换热面积比，从而可有效地避免腐蚀性气体的露点腐蚀。热管换热器的这些特点正越来越受到人们的重视，其用途亦日趋广泛。
按照热流体和冷流体的状态，热管换热器可分为：气-气式、气-汽式、气-液式、液-液式、液-气式。
按照热管换热器的结构形式可分为：整体式、分离式和组合式。
1、整体式热管换热器
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| ↑ 气-气换热器（可定制） | ↑ 气-气换热器（可定制） | ↑ 气-气换热器（不接受定制） |
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| ↑ 气-气换热器（可定制） | ↑ 气-气换热器（仅供特定客户） | ↑ 气-气换热器（可定制） |
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| ↑ 气-气换热器（可定制） | ↑ 气-气换热器（不接受定制） | ↑ 气-气换热器（不接受定制） |
五、热管换热器的应用特点
1、整体式换热器特点：
（1）、传热效率高，热管的冷、热侧均可根据需要采用高频焊翅片强化传热，弥补一般气-气换热器换热系数低的弱点。
（2）、有效地避免冷、热流体的串流，每根热管都是相对独立的密闭单元，冷、热流体都在管外流动，并由中间密封板严密的将冷、热流体隔开。
（3）、有效的防止露点腐蚀，通过调整热管根数或调整热管冷热侧的传热面积比，使热管壁温提高到露点温度以上。
（4）、有效的防止积灰，换热器设计可采用变截面结构，保证流体进出口等流速流动，达到自清灰的目的。
（5）、无任何转动部件，没有附加动力消耗，不需要经常更换元件，即使有部分元件损坏，也不影响正常生产。
（6）、单根热管的损坏不影响其它的热管，同时对整体换热效果的影响也可忽略不计。
