一、概述
熱能工程一直以來是人類關注的焦點技術領域，早在二十世紀四十年代，國外首先發明了以液體為介質的進行熱能傳遞的元件--熱管，作為一種特種傳熱元件，他以很小的溫差傳送大量熱量，其特性基本上可以歸納為兩：(一)導熱性好(二)均熱效果高。在所有的金屬非金屬材料中，就傳熱性能而言，幾乎沒有哪種材料能夠與熱管元件相比。熱管的工作介質或稱工體流體(Working Fluid)可有多種，主要是采用水或油，乙醇等液體有機化合物為傳熱介質，在封閉的真空金屬管中通過快速循環的相變達到傳熱的目的，即先在吸熱端接受熱能，使介質受熱后由液態變為氣態，到冷端(即放熱端)釋放出熱能后，介質冷凝還原為液態再返回吸熱端，完成一次相變循環。我們通常將這種熱管稱為常規熱管。
常規碳鋼--水熱管可以在30℃~200℃的溫度范圍內工作，并有較高的傳熱效率，可以快速進行熱能傳遞，并達到一定的節能效果，所以在一些工業部門得到了應用。但是，由于有機介質熱管工作時管內存在較大壓強，而壓強大小與溫度密切相關，溫度過高，就會爆管，此外還存在載體材料與其內部工質材料不相容，產生不凝性氣體而腐蝕管壁的問題，容易導致熱管失效。進入九十年代以后，隨著現代科學技術的迅猛發展，許多尖端設備對溫度的傳遞范圍、傳熱效率、使用壽命等提出了更高的技術要求，使得普通熱管已無法滿足工作需要。我公司科研人員從八十年代后期，就一直關注熱管工業的發展，在傳統熱管(Heat pipe)的基礎上，經過十余年的潛心研究和不管實驗，開發并研制出一種優于傳統熱管的新型熱管--特種熱管。
二、特種熱管
特種熱管采用的是無機介質作為熱傳導的一種高效傳熱技術，這是材料科學領域內的一項新的技術發明，其新穎性和獨創性目前在國內外有關文獻的檢索中未見報道，屬我國首創的一項領先技術。
特種熱管的技術原理為：獨立的(管狀、夾層板狀及組合狀等)系統內加入A、B兩種工質后，(管徑≥3mm，板狀間距≥1mm以上)經過真空處理密封等等工序就構成了特種傳熱原件。特種傳熱元件是一個獨立的真空系統，在熱能傳導過程中介質受熱激發產生振蕩，可將熱能迅速由熱端向冷端快速傳遞并發生摩擦。眾所周知，所有材料(金屬和非金屬)，其自身均存在不同程度的熱阻，決定并制約了材料的導熱及熱交換能力。熱管的應用，減除了傳熱過程中的熱阻，使熱能更加適應遠距離傳遞和各種形式的熱能交換。特種熱管具有較高的傳熱能力。中國科學院一位從事化學和熱物理研究30余年的科學家譚志城教授經過深入研究后說，特種熱管傳熱機理及與傳熱介質傳熱方式的異同點，使其不僅可以在熱管上應用，而且可以在所有涉及熱交換和熱傳遞的設備系統中使用，特別是適用于一些有特殊要求的傳熱系統。這種無機傳熱材料的推廣、應用將影響所有熱量傳遞的領域，對提高熱能利用率，節約能源將產生重大影響，尤其將為取之不盡的太陽能的利用和用之不竭的地熱開發幾低品位熱能的回收開辟一條高速通道。
三、特種傳熱介質及其載體技術參數
特種傳熱介質為固體、液體兩種，其中固體介質在常溫下為灰黑色粉末，由多種無機元素組成，當與液體介質一同灌注在密閉的載體內，并形成一定真空度時，即可實現熱能高速傳遞，傳熱介質所灌注的載體(管子或夾層片狀體)經密閉后，即形成高效熱管。熱管材料不受材質限制，可采用金屬(如碳鋼、不銹鋼、銅)或玻璃，塑料等材料，并可采用盤旋管，彎曲板，同時可采用多管(板)組合形成。特種熱管其軸向的導熱是以分子告訴運動的特定方式來實現其熱能傳導的，介質無毒，無污染，對金屬無腐蝕。
特種熱管的傳導速率
金屬、非金屬材料本身的導熱速率取決于材料的導熱系數，溫度梯度，正交于溫度梯度的截面面積，而金屬中以銀的導熱系數最高，其值在415W/MK左右。經實測，高效熱管其軸向熱流密度為8.4×106W/ m2，徑向熱流密度為4.3×104W/ m2，有效導熱系數為3.2×106W/ MK，進行對比可知，高效熱管的導熱速度為白銀導熱速度的數千倍。
特種熱管的使用壽命
經過載體材料(金屬、非金屬)的速失率測定，老化壽命13萬小時左右，介質壽命實測為11萬小時，同時熱管中介質與管壁的相容性好，可以使傳熱管長期在較高熱負荷下穩定工作。
四、特種熱管與普通熱管的性能比較
特種熱管較普通熱管性能的優勢主要由以下三方面體現1、完全性；2、使用壽命長；3、傳輸功率高。
傳統熱管是采用水或油、乙醇等液態有機化合物作為傳熱介質；由于這些介質的蒸氣壓、工作溫區及介質相容性等一系列問題，使傳統熱管的應用范圍受到很大的限制，而高效傳熱管采用固態無機化合物作為傳熱介質，它完全不同于傳統熱管的傳熱介質，具備無污染，無放射性，無毒，無腐蝕，介質蒸氣壓低，工作溫區寬，使用壽命長，成本低等一系列優點，它具備傳統熱管無可比擬的優良性能。
由于普通熱管工作時管內產生交大壓強，而壓強的大小又與溫度密切相關，溫度一高就會爆管，此外，還存在高溫下管內發生化學反應生成不凝性氣體，對管壁產生腐蝕性，容易導致普通熱管失效。
而特種熱管由于采用無機固態物質及少量液態，管內壓強小，從而使用溫度范圍大，不會發生爆管現象，也不會在管內發生化學反應，而生成不凝性氣體。普通鋼水熱管的傳熱功率為415W/cm，而特種熱管的傳熱功率是其三倍。