注塑车间排风系统的余热如何通过热管技术回收并用于预热进气？
在注塑车间排风系统中，通过热管技术回收余热并用于预热进气，可显著降低能耗。以下是具体实施方案：
1. 系统设计原理
（1）热管工作机理：
- 蒸发段吸收排风余热（80-120℃），工质（氨/水）汽化
- 蒸汽在压差作用下流向冷凝段
- 冷凝段释放热量预热新鲜空气，工质液化回流
- 重力辅助式热管无需外部动力
（2）关键参数计算：
- 热负荷Q=ρ×V×Cp×ΔT
（ρ:空气密度1.2kg/m³，V:风量m³/h，Cp:比热1.005kJ/kg·K，ΔT:温差） - 热管传热效率η可达70-85%
2. 设备选型配置
| 组件 | 规格要求 | 备注 |
|---|---|---|
| 热管换热器 | 叉排式翅片管，铝制壳体 | 按风量选型，压损<200Pa |
| 排风侧 | 耐温150℃防腐涂层 | 处理含VOC废气 |
| 新风侧 | 可拆卸滤网G4级 | 防颗粒物堵塞 |
| 控制系统 | PLC自动调节风阀 | 维持最佳换热温差 |
3. 安装实施方案
（1）工艺流程：
排风→过滤→热管蒸发段→排放
↓
新风→过滤→热管冷凝段→预热空气→注塑机
（2）空间布置要点：
- 热管倾角15-30°（优化回流）
- 蒸发段位于排风管上部1/3处
- 保持2倍管径的直管段
4. 运行效果预测
某案例实测数据：
| 参数 | 改造前 | 改造后 |
|---|---|---|
| 排风温度 | 105℃ | 55℃ |
| 新风预热 | 20℃ | 65℃ |
| 天然气节能 | – | 23% |
| 投资回收期 | – | 14个月 |
5. 维护注意事项
- 每月清洗翅片（压缩空气吹扫）
- 每季度检测工质压力
- 避免排风侧结露（控制最低壁温>露点）
该系统可实现年减排CO₂约85吨/万㎡车间面积，特别适合持续运行的注塑车间。实际应用中建议配合变频风机调节，进一步优化能效。
在注塑车间中，排风系统往往会携带大量余热（如注塑机工作时产生的热量、物料熔融散热等），而车间进气通常需要预热以满足生产环境或工艺需求。利用热管技术回收排风余热并预热进气，是一种高效、节能的解决方案。以下从技术原理、系统设计、关键组件及优势等方面详细说明：
一、热管技术的核心原理
热管是一种高效的传热元件，其工作无需外部动力，仅通过内部工质（如氨、水、乙醇等）的相变（蒸发 – 冷凝） 实现热量传递，具有传热效率高、温差小、响应快等特点。
- 蒸发段：当热管一端（热端）接触高温流体（如车间排风）时，工质吸收热量蒸发为气态，在微小压差下向另一端流动。
- 冷凝段：气态工质在另一端（冷端）接触低温流体（如车间进气）时，释放热量冷凝为液态，通过重力或毛细力回流至蒸发段，完成循环。
二、余热回收系统的设计与流程
注塑车间排风余热回收系统需将热管换热器集成到排风与进气管道中，形成 “排风放热 – 热管传热 – 进气吸热” 的闭环。具体流程如下：
1. 系统组成
- 热管换热器：核心设备，分为蒸发段和冷凝段，分别接入排风管道和进气管道。
- 管道与阀门：连接换热器与车间排风 / 进气口，通过阀门调节风量，确保传热效率。
- 过滤器：在排风进入换热器前设置，过滤粉尘、油污（注塑车间常见污染物），避免堵塞热管。
- 风机：若自然风压不足，需在进气 / 排风管道加装风机，增强气流循环。
2. 工作流程
- 余热收集：注塑车间产生的高温排风（温度通常为 40-60℃）经过滤器净化后，进入热管换热器的蒸发段。
- 热量传递：蒸发段内的工质吸收排风热量，蒸发为气态并流向冷凝段。
- 进气预热：车间的冷空气（或新风）进入冷凝段，与气态工质换热，工质冷凝放热，将冷空气加热至 30-50℃（视排风温度而定）。
- 循环利用：预热后的空气送入车间，满足供暖或工艺进气需求；放热后的排风温度降低（通常降低 10-20℃），经管道排出室外；冷凝后的工质回流至蒸发段，继续循环。
三、关键设计要点
- 热管选型与布置
- 根据排风量、温度及所需预热负荷，选择热管类型（如重力热管、热管管束）和规格（管径、长度）。
- 换热器内的热管通常采用交叉流布置（排风与进气垂直流动），最大化换热面积。
- 防腐蚀与清洁
- 注塑车间排风可能含少量挥发性有机物（VOCs）或油污，热管材质需选用耐腐蚀材料（如铜、不锈钢），并定期清洗换热器（可设计可拆卸式结构）。
- 匹配风量与温差
- 确保排风量与进风量的比例合理（通常 1:1 至 2:1），避免因风量失衡导致传热效率下降。
- 通过调节风机转速或阀门开度，控制排风与进气的温差（理想温差为 15-25℃），平衡节能效果与系统能耗。
四、技术优势
- 高效节能：热管传热效率可达 80% 以上，相比电加热或燃气加热，可降低进气预热能耗 50%-70%。
- 无动力运行：热管无需外部动力，仅靠工质相变循环，运行成本低，维护简单。
- 安全可靠：无机械运动部件（除风机外），无泄漏风险（工质密封在热管内），适用于车间等复杂环境。
- 灵活适配：可根据车间规模模块化设计，单台换热器即可满足中小型注塑车间需求，大型车间可并联多组设备。
五、应用场景与延伸
- 冬季供暖：在寒冷地区，可利用回收的余热为车间供暖，减少空调或暖气系统负荷。
- 工艺辅助：部分注塑工艺（如物料干燥、模具预热）需要恒温进气，预热后的空气可直接作为工艺气源，提升生产效率。
- 余热梯级利用：若排风温度较高（如超过 60℃），可在热管换热器后增设余热锅炉，进一步回收热量用于热水供应，实现 “预热 + 热水” 双效益。
通过热管技术回收注塑车间排风余热，既能降低车间能耗，又能减少碳排放，是工业余热回收的典型应用方案，尤其适合对节能要求较高的制造业场景。