熱管換熱器的操作結構有別于其他形式的換熱器，在進行使用時具有傳熱效率高，結構緊湊，換熱流體阻力損失小，外形變化靈活，環境適應性強。
熱管換熱器在一定程度上可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體完全分開，在運行過程中單根熱管因為磨損、腐蝕、超溫等原因發生破壞時基本不影響換熱器運行。熱管換熱器用于易燃、易爆、腐蝕性強的流體換熱場合具有很高的可靠性。
熱管換熱器的冷、熱流體完全分開流動，可以比較容易的實現冷、熱流體的逆流換熱。冷熱流體均在管外流動，由于管外流動的換熱系數遠高于管內流動的換熱系數，用于品位較低的熱能回收場合非常經濟。
熱管換熱器對于含塵量較高的流體，熱管換熱器可以通過結構的變化、擴展受熱面等形式解決換熱器的磨損和堵灰問題。熱管換熱器用于帶有腐蝕性的煙氣余熱回收時，可以通過調整蒸發段、冷凝段的傳熱面積來調整熱管管壁溫度，使熱管盡可能避開較大的腐蝕區域。
熱管換熱器是換熱器中的一種獨特的結構形式，這種換熱器布置靈活，變化隨意。它可以實現遠距離熱量交換；可以實現一種流體和幾種流體同時換熱；可以完全隔絕兩種或多種換熱流體。分離式熱管的加熱段和冷凝段分別置于兩個獨立的換熱流體通道中，熱管內部的工作液體在加熱段吸熱蒸發后通過蒸汽，上升管輸送熱量到冷凝段，放熱冷凝后通過冷凝液下降管回流到加熱段。
冷凝液回流依賴重力的作用。分離式熱管換熱器的加熱蒸發段與放熱冷凝段之間的距離取決于兩者間的高度差，同時也與蒸汽沿管路流動的壓力損失有關。理論上，加熱蒸發段與放熱冷凝段的高度差越大，蒸汽上升管徑越大，兩者間的距離可以越遠，以確保熱管正常進行工作循環。
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