1、散热器行业概况
(1)散热器基本概念
散热器是在具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备,又称热交换器或散热设备。
散热器的主要作用是在工业生产或设备运行中使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体,使流体温度达到工艺流程规定的指标或设备正常运行的指标,以满足工业生产过程中的工艺条件需要或设备运行过程中的环境条件要求。
散热器不仅是工业部门保证某些工业流程和条件而广泛使用的通用设备,也是开发利用工业二次能源、实现余热回收和节能的主要设备。
(2)散热器行业基本情况
散热器是实现工业生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备,在航空航天、工程机械、医疗设备、轨道交通、石油工业、化学工业、冶金工业、船舶工业等行业广泛应用,散热器行业的发展符合国家对于节能环保的要求,是一个处于蓬勃发展期的产业。散热器的应用行业和具体用途如下:
航空航天 发动机燃滑油附件、飞机环控系统、直升机滑油冷却装置、高温、高压的 预冷器
工程机械 内燃机车散热器、汽车水箱、燃气轮机进气冷却系统、风冷压缩机、挖掘 机循环油冷却器、压缩机空冷器和油冷器
电力工业: 烟气脱硫及余热回收的烟气散热器;中央冷却系统、适平用油冷却器;循 环水、冲洗冷却剂、传动油冷却;汽轮机、发动机、压缩机的冷却;发电 站的热量回收;核电站常规岛、核岛冷却;轴承、真空泵、水泵冷却器; 变压器油、硅整流纯水的冷却器;太阳能光伏发电原材料多晶硅生产用的 冷却器;风力发电设备的三通电磁阀、水泵、制冷机、热能收集装置、辅 助加热装置、增压器、控制器、叶片通风道内的温度传感器
医疗设备: 压缩机制冷冷水机、液-液换热冷水机、空气直接换热冷水机、冷板和散 热器
轨道交通 :铜管铝翅片结构冷凝器、蒸发器,铜管铜翅片结构冷凝器、蒸发器,机车 散热器,单流道散热器,双流道散热器,中冷器,油冷器,机油散热器, 燃油预热器
石油工业 :各种油品的加热及冷却、乙烯冷箱;塔顶气体的冷凝、冷却;工厂冷却水、 循环水系统;天然气体净化、工厂气体净化;工作酸性水处理;余热回收; 海洋钻井平台用海水冷却、循环淡水冷却、脱盐装置、淡水蒸馏
化学工业 :各种浓度的碱液及电解液的加热冷却;硫酸、氢氧化钠、氢气、氧气的加 热、冷却、蒸发、冷凝甲醛、甲醇、乙醇的冷却;脱盐工艺、热回收装置; 酒精发酵及提炼人造纤维工业、丙烯腈纤维、树脂、各种聚合物的加热冷 却;农药、染料、涂料各种添加剂、生物制剂、化妆品的生产炼焦炉直接 或间接一次冷却器
冶金工业:电弧炉的炉体、水冷盖板、铁合金炉的炉体、电板支座、变压器、铸模冷 却;带材热轧机、开坯机、带材冷轧机、薄钢带轧机的润滑油和齿轮油的 冷却;液压油、焦化厂水、浮液、氨浴液、炉水冷却;压缩机冷却剂、进 料水、机器冷却剂冷却;炼铝厂、氧化铝厂、炼铜厂之闭路冷却系统;电 镀锡、锌生产线的电解液的冷却
船舶工业:润滑油、传动油冷却;重燃料油预热、柴油预热;中央冷却器、淡水冷却 器、柴油机冷却器、缸套水冷却器
世界散热器产业高端产品主要集中在瑞典、美国、德国、英国、法国、日本等发达国家。
中国散热器产业起步初期,国内散热器行业在消化吸收国外技术的基础上发展。20 世纪 80 年代后,中国出现了自主开发传热技术的新趋势,大量的强化传热元件被推向市场。进入 21 世纪后,大量的强化传热技术应用于工业装置,我国散热器产业在技术水平上获得了快速提升,板式散热器日渐崛起,我国还在大型管壳式散热器、大直径螺纹锁紧环高压散热器、高效节能板壳式散热器、大型板式空气预热器方面获得了重大突破。
与国外先进水平相比较,我国散热器产业最大的技术差距在于散热器产品的基础研究和原理研究,尤其是缺乏介质物性数据,对于流场、温度场、流动状态等工作原理研究不足。我国在大型专业化散热器设计软件方面滞后,在散热器设计过程中还不能实现虚拟制造、仿真制造,缺乏自主知识产权的大型专业计算软件。由于在散热器的相关工艺计算、传热计算和振动模型的计算方面缺少大型专业化软件支持,使得我国设计的散热器产品无法准确预计其使用效果。
发行人散热器业务主要生产列管式、板翅式、环形散热器、胀接装配式、套管式等多种形式和材质的散热器,应用于航空、机械、风电、医疗、轨道交通等领域。
2、行业技术
散热器行业在技术发展上,高密度散热翅片的研制、模块集成性能动态仿真技术、新材料的共性研究、焊接工艺、实验验证等方面将成为重点。随着工业设备效能的提高,发热装置的散热需求也将进一步提高,集成化、组件化的需求对整个产业的设计能力、服务能力提出了更高要求,未来的散热器将向集成化、模块化、智能化、小型化、高效能、多介质方向发展。
3、市场前景
(1)外部环境对产业的影响
装备制造业水平高低体现一个国家综合国力,我国高度重视装备制造业的发展,从战略高度确立了装备制造工业在国民经济发展中的地位,国家部委正通过一系列的振兴计划推动其发展。在国家政策支持下,航空产业未来 10 年的有着巨大发展空间,国内各类飞机和发动机需求量将快速增长,为其配套的散热器等重要产品的市场需求将越来越大。
(2)散热器行业发展需求
我国散热器行业主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域,应用范围广泛,并且当前国家倡导工业生产节能、减排、降耗,因此散热器市场需求较大,市场规模不断增长。
随着散热器下游应用领域不断拓展,对散热器产品需求不断趋于个性化、多样化发展,我国散热器产品和功能也将趋于多样化。随着高端装备制造业的发展,我国将朝着由散热器生产大国迈入世界散热器强国的行列的目标奋斗,在高效、环保节能型的高端散热器上不断突破。
以下主要分析散热器主要应用于航空、机械、风电、医疗、轨道交通等市场领域,未来具有较大的发展空间。
①航空配套散热器市场
航空散热器是空调系统的一部分,直接影响飞机客舱温湿度性能。随着航空发动机领域的日益发展,航空发动机的性能要求越来越高,需要更高的涡轮前温度,同时需要提升压气机的增压比,这就需要在航空发动机上安装散热器来满足该需求。
目前航空市场的发动机燃滑油附件、飞机环控系统、直升机滑油冷却装置等主要产品正处在新旧更替阶段,新型号逐步转型增量及新品研制的市场需求,将为航空散热器带来新的发展空间。
②机械配套散热器市场
散热器是所有动力发热装置和空间介质换热的必配部件,而板翅式散热器产品由于具有“高效、紧凑、轻巧”的特性,更成为市场的主导。由于机械散热器主要是和工程机械、空压机等做配套,而工程机械、空压机的主要市场还是在欧美,因此机械散热器的市场主要在欧美等国家,中国的工程机械、空压机等市场容量占世界近三分之一左右,机械散热器领域还存在大量的机会。
③风电配套散热器市场
在风电领域,散热器主要用于发动机的冷却、热量回收等,对于风力发电设备的使用寿命和发电效率有着显著影响。随着全球气温升高及环保意识的增强,全球采用风电、水电、太阳能电力等新型能源代替传统化石燃料发电的趋势不断增强。作为一种新型能源,风电行业未来发展空间巨大。受能源危机及环保压力的影响,风电行业未来将有进一步的发展,由此带来风电散热器市场的快速发展。
④医疗配套散热器市场
当前高科技含量的医疗设备需要高效的冷却系统。随着设备热负荷的不断增加,越来越多的医疗成像设备、医疗激光设备由风冷转向使用液冷将高热密度的设备的热量排入大气。除固体散热器及自然风冷方式外,医疗设备的冷却和散热大多使用配套的散热设备进行冷却,使医疗设备工作在正常的温度范围内,可靠地保护医疗设备部件,提高医疗设备的工作效率,保证医疗设备的可靠性和稳定性。
目前中国医疗机构的整体医疗装备水平比较低,医疗设备的更新换代将促使未来 10 年甚至更长一段时间中国医疗器械市场的快速增长。
⑤轨道交通配套散热器市场
近年来,随着轨道交通和高铁的快速发展,电力电子设备正在向着高性能、大功率与小型化的方向发展。这就导致了设备的当量热流密度显著增大,传统的风冷与水冷散热方案已经不能满足其散热要求。在大功率电力电子设备散热领域,具备高效率和高功效的散热器越来越受到重视。
2023 年,全国铁路固定资产投资完成 7,645 亿元,投产新线 3,637 公里,其中高速铁路 2,776 公里。“十四五”期间,我国将加快建设“八纵八横”高铁网络主通道,以及加快各地轨道交通网络的发展,将给轨道交通配套散热器市场带来更大的市场空间,必将促进高端散热器行业的快速发展。
4、散热器行业的利润水平及其变动趋势
散热器行业的利润水平与上游原材料市场价格,下游航空、机械、风电、医疗、轨道交通等行业的景气程度密切相关。
在散热器行业中,军用散热器由于客户和市场相对稳定,在上游原材料价格未发生重大变化的情况下,利润率通常会保持一个较为稳定的水平。而民用散热器受下游市场的景气程度影响较大,同时受同行业内企业竞争的激烈程度、设计开发能力、产品的品质、服务质量等多重因素的影响。通常,研发设计能力强、产品品质稳定、服务良好以及品牌知名度高的企业,会占据市场中的高端份额,产品价格水平和利润率也相对较高。