熱管熱回收裝置在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的提高，人們對(duì)生活中息息相關(guān)的科技產(chǎn)品的質(zhì)量有了更高的要求。空調(diào)作為人們生活中極為便利的科技產(chǎn)品，為人們的生活帶來(lái)了極大的便利，提供了舒適的環(huán)境。在以往的使用中，氟利昂作為空調(diào)制冷的主要物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和使用者的健康造成了一定的危害。現(xiàn)在的空調(diào)技術(shù)中，氟利昂已經(jīng)很少被應(yīng)用到空調(diào)的制冷中。但是在發(fā)展的過(guò)程中，還存在著許多可以改善的地方，如很多空調(diào)由于缺少熱回收裝置，造成了一定的浪費(fèi)。對(duì)此，本文就空調(diào)系統(tǒng)中中的熱管熱回收裝置進(jìn)行介紹，希望為空調(diào)的發(fā)展提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：熱管熱回收裝置；空調(diào)系統(tǒng)；應(yīng)用

一、熱管工作原理

（一）工作原理

在現(xiàn)在大力提倡低碳節(jié)能的時(shí)代，空調(diào)熱回收技術(shù)是節(jié)能減排的一種方式。熱管熱回收裝置是節(jié)能減排的具體表現(xiàn)。熱回收技術(shù)是一個(gè)是對(duì)排風(fēng)熱量、冷凝器排除的熱量及內(nèi)區(qū)熱量進(jìn)行回收，再次利用的過(guò)程[1]。

熱管的熱傳遞有三種方式：輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)，其中熱傳導(dǎo)最快。熱管就是利用蒸發(fā)制冷，使得熱管兩端溫度差很大，使熱量快速傳導(dǎo)。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內(nèi)部被抽成負(fù)壓狀態(tài)，充入適當(dāng)?shù)囊后w（即工質(zhì)），這種液體沸點(diǎn)低，容易揮發(fā)。管壁有吸液芯，其由毛細(xì)多孔材料構(gòu)成。熱管一端為蒸發(fā)段（簡(jiǎn)稱(chēng)熱端），另外一端為冷凝段（簡(jiǎn)稱(chēng)冷端），當(dāng)熱管蒸發(fā)段受熱時(shí)，毛細(xì)管中的液體迅速蒸發(fā)，蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端，并且釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段，如此循環(huán)不止，熱量由熱管一端傳至另外一端。這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開(kāi)來(lái)[2]。

二、熱管熱回收裝置類(lèi)型

（一）輪轉(zhuǎn)式熱回收裝置

輪轉(zhuǎn)式熱回收裝置是一種蓄熱蓄濕型的回收裝置。在工作過(guò)程中，新風(fēng)和排風(fēng)在兩個(gè)半部對(duì)向通過(guò)回轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)芯，轉(zhuǎn)芯主要是由鋁、石棉紙等材料制作而成的。當(dāng)轉(zhuǎn)芯專(zhuān)項(xiàng)另外一邊時(shí)，能量就被新風(fēng)給帶走了，這樣既使排風(fēng)得到了有效的利用，大大提高了排風(fēng)的回收利用。這種回收裝置的特點(diǎn)就是它的阻力較小，能夠順利的進(jìn)行回收，因此回收效率就較高；裝置本身具有自凈功能，避免了清潔的步驟，使換風(fēng)過(guò)程更加通暢。但同時(shí)，這種裝置存在著新風(fēng)可能會(huì)被污染的可能，而且此種裝置體積較大，不容易裝置[3]。

（二）盤(pán)管熱環(huán)式熱回收裝置

盤(pán)管式環(huán)路熱回收裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，在新風(fēng)和排風(fēng)的位置分別設(shè)置了一個(gè)換熱盤(pán)管，且盤(pán)管之間有環(huán)路進(jìn)行連接，盤(pán)管里面裝有水等流體。主要靠泵的巨大作用力進(jìn)行工作。此種熱回收裝置的優(yōu)點(diǎn)就是新風(fēng)和排風(fēng)沒(méi)有交叉污染。管道布置較為靈活。但是缺點(diǎn)就是熱交換率比較低，對(duì)管道的密封程度要求比較高。

（三）板式熱回收裝置

板式熱回收裝置為了便于清潔和更換，在裝置的外殼內(nèi)側(cè)上安裝了定位裝置，而且為了防止更換時(shí)產(chǎn)生的污染，對(duì)裝置進(jìn)行了密封填料。其中，裝置中采用的換熱原件是經(jīng)過(guò)特殊加工的石棉紙，這種方式使裝置既能傳熱，又能傳濕。但是明顯存在的問(wèn)題就是它不透氣。

另外，板式熱回收裝置又分為平板式換熱和板翅式全熱換熱器。是換熱裝置中較為理想的換熱裝置。兩種換熱方式的優(yōu)點(diǎn)就是它們的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，沒(méi)有交叉污染，缺點(diǎn)就是容易凝結(jié)，造成使用壽命下降。就板翅式熱交換器來(lái)說(shuō)，它存在的最明顯的優(yōu)點(diǎn)就是沒(méi)有交叉污染，比平板式更清潔。沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置。但是容易堵塞風(fēng)管[4]。

（四）熱管換熱器

熱管換熱器是由多個(gè)熱管進(jìn)行構(gòu)造的。其中由兩個(gè)部分構(gòu)成，分別通過(guò)冷熱兩種氣流。當(dāng)熱管的冷凝端受熱后，熱管中的液體就吸收外界的熱量，在微微小的氣壓差下，流向熱管的另一端，向外界放出熱量后冷凝成為液體，液體借助于貼壁金屬網(wǎng)的毛細(xì)抽吸力返回到加熱段，并再次受熱氣化，如此不斷循環(huán)，熱量就從管的一端傳向另一端。由于是相變傳熱，且熱管內(nèi)部熱阻很小，所以在較小的溫差下也可以獲得比較大的熱量。

三、熱回收裝置的比較

選擇合適的熱回收裝置，需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟(jì)狀況、工程的實(shí)際情況、排風(fēng)中有害氣體的情況等多種因素，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的綜合比較。

圖1 熱回收裝置的比較

四、參數(shù)設(shè)計(jì)

我國(guó)地域遼闊，氣候條件區(qū)域差異比較大，因此不同區(qū)域的建筑在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮該地區(qū)的氣候特征?！睹裼媒ㄖ峁ぴO(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，為更好的反映建筑室內(nèi)熱環(huán)境，根據(jù)我國(guó)的氣候特征，將其劃分為相應(yīng)的熱工分區(qū)。以累年最冷月日平均氣溫低于5℃的天數(shù)以及最熱月累年日平均溫度高于25℃的天數(shù)為指標(biāo)，可將我國(guó)的熱工分區(qū)劃分為：夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、寒冷讀取、嚴(yán)寒地區(qū)[5]。

圖2 某地區(qū)全年干球溫度分布小時(shí)數(shù)

在合肥地區(qū)存在季節(jié)性供冷及制熱的需求，為滿足室內(nèi)人員的舒適性需求，在空調(diào)房間內(nèi)設(shè)置溫度宜為26℃，動(dòng)機(jī)空調(diào)房間內(nèi)設(shè)置溫度宜為18℃，因此若將室內(nèi)空氣直接排出室外必將導(dǎo)致較多冷（熱）量浪費(fèi)，通過(guò)熱管熱回收裝置可以有效地回收排風(fēng)中的余熱（冷），從而對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而降低新風(fēng)能耗。

總結(jié)：隨著人們對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求越來(lái)越高，新風(fēng)能耗再建筑能耗所占的比重越來(lái)越大。對(duì)于具有獨(dú)立送風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)中，其優(yōu)點(diǎn)顯著，一方面使送風(fēng)氣流分布均勻，另一方面，有利于設(shè)置熱回收裝置，回收排風(fēng)中的能量。

參考文獻(xiàn)

[1]陸瓊文.淺析熱管熱回收技術(shù)在醫(yī)療建筑空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海節(jié)能，2018（1）：30-34.

[2]宮玖兵，韓昌山，陳程.熱管熱回收裝置在空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用[J].建筑建材裝飾，2016（3）.

[3]栗慶文，王翌琛，馮春雨.熱管熱回收裝置在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（12）.

[4]吳青青.二次熱管熱回收式空調(diào)系統(tǒng)的研究[D].昆明理工大學(xué)，2017.

[5]周智勇，吳青青，韋中師，等.二次熱回收熱管式空調(diào)系統(tǒng)[J].化工學(xué)報(bào)，2017，68（5）：1823-1832.

作者簡(jiǎn)介

龐俊文（198909--）性別 男、民族 漢，籍貫（博白縣）現(xiàn)供職單位全稱(chēng)：廣東美的制冷設(shè)備有限公司 結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)工程師、學(xué)歷：本科 西北工業(yè)大學(xué) 研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。

（作者單位：廣東美的制冷設(shè)備有限公司）