[00112533]蜂窝换热器产业发展前瞻

　　本专利创新要点 　　首先，本专利技术是一项开拓性创举，具有原创性，全世界至今尚未采用蜂窝状结构来进行换热。目前也只是金属蜂窝载体，它应用于净化汽车尾气排放，可起到环保作用，但它不可以用来换热，因为它的结构无法使冷热流体进行交替换热。当今还有陶瓷蜂窝蓄热体，可用于炉窑烟气换热，在节能减排领域里该项技术已经倍受推崇，起到较好节能效果。至于本专利技术与上述两种蜂窝体进行比较显然有着截然不同的结构形式，其效果和作用也是不可同日而语的，这是当今换热器领域里一个颠覆性创举，其对节能减排起着非常重大的作用，并具有深远的影响！因为人类所使用的能源有80%以上是需要通过热能进行转换的（即使在未来人类使用了人造太阳，同样也是需要换热器来进行能量转换的），且极大影响人类生产与生活方方面面，许多企业和行列都必须用到换热器，而石化领域甚至会有50%的设备就是换热设备；我们日常生活所使用的冰箱，空调，热水器等都需要换热器。可想而知，换热器应当是节能减排最为关键的设备了。本专利技术创新关键点主要是以下四个方面： 　　1、在结构形式上它独特新颖，在两种流体进出口形式与现行所有换热器种类都有所不同，它采用了逐级分流和逐级汇流的办法，并遵循了流体先进者后出，后进者先出原则，这可以充分使两种流体在横截面上使流体速度达到均匀一致，这有利于提高换热效率。 　　2、热共轭效应，这种共轭效应不同于简单的热耦合，也是现行换热器难以做到的，对于管壳式换热器其换热管单一受热，是很难影响其它换热管的，即便有管板与它们相连，其影响也是非常微弱的；对于板式换热器来说，其板片之间通过钎焊面来进行传热其导热量也是非常有限的。然而蜂窝换热器就不同了，它的每一个蜂窝孔洞都会把其它所有蜂窝孔洞的壁当做自己的传热肋片了，无影中就增大了换热器许多换热表面积，却不增加其金属材料耗量和影响其流体通道，这种整体化了蜂窝体起到一定集约化效应和增强了单个蜂窝孔洞换热能力，也就大大提高了整个换热器的换热系数了。 　　3、互逆涡旋效应，每一个蜂窝孔洞都设有来复线凹痕，且两侧来复线凹痕涡旋方向互逆，这样就会使两种流体在进行热交换时每一个瞬时都是互逆交切，这不仅非常有利于热量交换，而且这种形式突缘作用可很好防止流体在换热器壁面上结垢，起到了自冲刷作用。互逆涡旋效应是当今所有换热器种类都不具备的也是无法实现的。在此也是前所未有的，也只有我们蜂窝换热器独领风骚了。 　　4、场协同效应，这一先进理论在蜂窝换热器得到很好应用和最好的发挥，并可对其理论进一步深化也有很重要的探究意义。对于流速场和温度梯度场怎样协同一致（当然包括声场、磁场、还有其它形式的各类场），在学术界很好地认同了速度场和温度场这两个矢量夹角必须为零或一百八十度，才会使换热效率趋于最大化；若为九十度或二百七十度则换热效率最差。如是乎科技工作者发明了各种方法来加强换热器的换热效率，诸如采用了缩放管、波纹管、或在换热管内添加金属片和金属丝等办法来达到横向温度一致，以增强场协同作用，更有甚者采用震动换热器办法来达到提高换热器使用效率的目的。林林总总，诸如此类方法提高其换热效率是非常有限的。它们都不会如本蜂窝换热器来的更经济，来的更有效。是因为蜂窝换热器可以使流体流速方向的横截面的流速趋同一致，其连体共轭也会使流速方向横截面的温度梯度达到相同，这是符合场协同理论最重要的条件之一；因为温度梯度矢量方向与速度场横截面几近形成九十度了，这两个场矢量夹角趋于零度了，抑或一百八十度了，这也是场协同理论最为重要条件之一，这就是速度场与梯度场的余弦夹角最小化原则；其次，当流体速度增加时，或者达到最大值时，温度梯度场亦同时增加或达到最大值，这就是场协同理论甚为重要条件之一，被称为大值匹配原则。从宏观看两流体非常符合场协同理论最佳原则，从微单元看其协同效果也是非常理想的，这是互逆涡旋所为，即便是纯逆流的套管式换热器，涡旋板式换热器都无法与其媲美的，在有限空间内最大化使流体换热流程延长，其它各类换热器都是无法做到的。