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1、蜂窝换热器产业发展前瞻 前言 仔细阅读前言，领会要旨，后面才会更精彩本专利创新要点 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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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。蜂窝换热器发展方向及可以拓展的领域 本蜂窝式换热器可以用作加热，冷凝，蒸发，还可以用于冷却与散热。它完全可以替代现行的管壳式换热器，板式换热器，板翅式换热器，板壳式换热器等。它完全打破了板式换热器一百多年来在高效性上的垄断地位，不仅如
7、此，它还彻底颠覆了现行换热器所无法逾越的鸿沟：即：“坚固者不高效，高效者不坚固”这一顽疾，这一历史沉疴终于被蜂窝换热器迎刃而解了。我们完全有信心预见到当这一技术被应用于需要热能交换的各个领域以后，我们蓝天会变得那样的蓝了，我们的碧水会变得那样的绿了；我们能源饥荒不再有了，我们人类石油，煤炭，天然气都将延长几十年使用年限了，消除了人类为抢夺能源的战争；我们温室效应不再有了，风调雨顺了，农作物增产了，饥荒还会有吗？一切一切通胀源头在于能源的上涨，能源价格下来了，通胀还会持续吗？有鉴如此，节能减排工作是如此重要，这不只是悟出来的道理啊，现实所使然！ 与人类生产生活息息相关的各类换热器是那样重要，不管
8、怎样，我们蜂窝换热器还得有一个战略发展方向与途径，因为这个产品市场容量确实非常大，尤其是它的延伸产品可以达到好几万亿元以上的市场规模，我们暂且不说这些，找准我们发展路径非常重要。 首先我们可以把它应用于锅炉余热回收上，比其它方式会运用的更恰当，效果会更好，成本会更低，因为当今余热利用的各类换热器大凡都是采用错流换热方式进行热量交换，难以做到纯逆流方式来换热。还可以替代现行的凉水塔，其意义也非同凡响，因为水资源对于我们缺水地区来说是非常宝贵的，现行的凉水塔对水的消耗也是非常巨大的，它不仅仅是消耗掉赖以冷却蒸发掉的水，它还有很大一部分以水沫的形式浪费了。你看每个大中城市都有数以万计的凉水塔在工作，
9、这能源浪费且不说，仅水的浪费就非常惊人了啊。更何况采用蜂窝换热器替代现行凉水塔不仅仅可以节约许多水资源，它还可以节约许多电能，因为它完全可以采用封闭式循环，就不会存在像凉水塔那样有压头损失，其循环泵还有凉水塔冷却风机所消耗的功率也会减少20%以上。它还可以不用担忧换热壁面会结垢影响换热效能的情况出现，也不用担心凉水塔需要清洗，系统而无法使用的情况出现，这样它在使用时无须内部清洗了，而且它对环境热污染小，蜂窝孔洞又具有消音功能。所以它的市场是大有可为的，就在这两个市场运作就有足够大的天地了。第二步，我们可以从事热电厂冷却系统开发，把蜂窝换热器用于替代热电厂的冷却塔，这个潜力是非常巨大的。因为当前
10、我国正在进行经济结构调整，还有区域经济结构优化的问题，对于西北部蕴含巨大煤炭资源，却又苦于水资源短缺，难以实现把当地所具有煤炭资源优势转化为电能优势。若采用兴建铁路，其投资成本巨大，而且对沿途造成环境污染。由此可以看出，该技术能够应用于热电厂风冷，其意义是何等重大！它不仅可以避免建造凉水塔成本巨大问题，也可以避免热电厂由此而占用了许多土地问题，还可以节约循环泵以及轴流风机所消耗较多的电能。由于北方冬季较长，在较凉爽的天气里，我们无需采用蒸发降温，仅仅只采用风冷就足够了，若到了较热的夏季，我们可以把两组蜂窝冷却器串联起来，第一组采用风冷，从第一组出来的冷却水温度接近了环境干球温度时，我们可以在第
11、二组采用水降膜蒸发来达到冷却水接近环境湿球温度。这是一项多么好的节约用水技术呀！而且它可以减少循环泵以及轴流风机所消耗的电量。利用河水或者海水、湖水进行相关冷却都会带来环境破坏，因为周围水域的温升都会无法避免造成环境灾难，会造成该水域鱼类死亡，藻类滋生。我们大家还会记忆犹新的是日本福岛核电事件，那是多么刻骨铭心的担忧，至今还是日本人挥之不去的梦魇，并由此席卷全球的弃核电潮，已经造成多个国家考虑将来放弃核电建设了，其症结所在就是人类还没有找到一个非常安全可靠的核电冷却装置与方法。对于核电冷却装置首当其冲必须考虑其坚固性问题，解决了坚固性难题，势必又会影响其换热效率了，然而蜂窝换热器却不尽然，它两
12、者都兼顾了，且作为整体，体积又非常小，蜂窝状又是非常耐压结构形式，从而使它的抗震能力非常强，它也不存在爆炸之虞，因为它们整个压力容积都被细分成许多细小的蜂窝孔容积了，它的量是不足以产生爆炸威力的，而仅仅只是起到泄压作用而已，那怕十级以上地震都无须担忧。比之当今核电冷却装置真是小巫见大巫了。当然应用于核电领域里的冷却装置必须考虑所采用换热材料应具备较强耐辐射性能。第三步，我们考虑使该技术应用在其他诸多领域，特别是石化领域的换热，也可以把它用作大型的石化催化裂解装置，因为我们可以采用镍合金或在蜂窝孔洞表面镀镍，也可以采用铝合金制作蜂窝体，且表面经过氧化，形成致密的氧化铝表面层，氧化铝也可以起到催化
13、作用的。本专利技术还可以使催化裂解与加热同步进行，达到完全一体化的催化裂解加热在一个装置里进行。本专利技术必将会成为石化行列最为关键而热门技术之一，其市场前景不可小觑啊!应用于烟气脱硫它也可以发挥很好作用，我们知道在烟气里含有大量的二氧化硫和三氧化硫，它们的露点是在60以下，那么我们必须对烟气进行降温，还可以对余热进行回收，烟气脱硫市场规模每年也会在千亿元以上。我们同样也知道换热器不仅在化工领域应用是非常广泛，而且在医药、食品加工、余热回收、造纸、机械电力、造船工业等等诸多领域得到广泛应用，在这里就不一一赘述了。第四步我们着力开发汽车，家电，中央空调所应用的各类换热器，可形成高端产品一体化和多
14、种产品系列化。尤其把该技术应用于空调里的冷凝器和蒸发器会有其独到优势。在热泵系统里加以应用会有意想不到的非常良好效果，其能效比会大幅提高。由于现行蒸发器多半是采用降膜蒸发，不管是卧管降膜还是竖管降膜蒸发都会遇到一个同样问题，那就是换热管下部积聚的液膜过厚而影响其蒸发效果，蜂窝换热器焉能有此事，因为它每一个蜂窝孔都均匀分布流量，且是逆流方式进行换热，这两点现行的各类蒸发器都是无法实现的。用作冷凝器它同样如此，若把压缩机与冷凝器，蒸发器进行整体设计，不仅显得非常机巧，而且可以节约压缩机的功耗，因为它可以克服许多弯道与容积壁所造成的阻力，其制冷剂循环倍率会大大提高，这是多么诱人的前景呀！第五步应当是
15、更加艰巨的发展计划，也是更加辉煌的壮举，把该项技术应用到热电厂绝大多数换热器里去，代替现行的过热器、凝汽器、省煤器、再热器、空气预热器等，那是一番怎样景象呢？我们也应当知道现行的超超临界锅炉热发电厂，那也只是把锅炉蒸汽温度从538左右提高到580以上而已，其热发电效率就可以提高68%，而比亚临界锅炉高出10%，其发电效率可达47%。也就是说它们在消耗同样多燃料情况（热值大小不变情况下），只要蒸汽温度越高它们发电效率就越高。因为接近环境温度热量比率就会越少，我们知道低品位热量转换成电能的比率是非常低的。然而，火力发电厂损失最大的地方应该是锅炉，燃料燃烧本身就是一个不可逆过程，烟气和受热面又存在几
16、百度传热温差，这些不可逆性通常使锅炉的砽损失超过50%。何耶？原来现行的过热器无法采用逆流方式进行换热，究其原因就是担心现行的过热器无法耐如此高的压力和如此高的温度，随着科技的发展，人类已经研发出了高温下抗应力腐蚀的金属材料，在工艺性上和热疲劳以及低周期疲劳性能上都有较大的突破，显然高温下金属的应力会有所下降，那么我们也只有从换热器结构上想办法了，我们可以从结构上去找到一个很好方式，来弥补高温下金属材料应力下降的缺憾，蜂窝状是耐压结构最好选择。我们若能把蜂窝换热器技术应用在过热器上面，并采用逆流换热方式，蒸汽温度岂不就达到900左右了啊，那么它的热效率岂不提高50%以上了啊。我们须对此付出努力，实现我们人类共同梦想！试想一下，我国电能有70%以上是靠火力发电实现的，每一个热电厂若能把热效率提高到50%以上的话，每年可以为国家节约多少吨煤炭资源？减少多少二氧化碳排放量啊！还可以关闭多少电厂，无须新建电厂了。超临界锅炉指锅
