跟著經(jīng)濟(jì)的疾速開(kāi)展，近幾年來(lái)我國(guó)對(duì)科教范疇的投入也大大添加，改建、新建的現(xiàn)代化試驗(yàn)室越來(lái)越多，因?yàn)橐茉囼?yàn)人員身心健康、發(fā)明安全舒服的試驗(yàn)環(huán)境，試驗(yàn)室所需新風(fēng)量比擬大，招致其空調(diào)能耗顯著添加，而動(dòng)力日益缺少，這就需求添加帶熱收回的通風(fēng)換氣設(shè)備，有用運(yùn)用現(xiàn)有動(dòng)力來(lái)改進(jìn)室內(nèi)空氣質(zhì)量[1]。在各種熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備中，熱管以其換熱功率高，暖流方向的可逆性，布局簡(jiǎn)略、緊湊、經(jīng)濟(jì)，并能防止穿插污染等優(yōu)秀的性能在節(jié)能方面發(fā)揮出宏大的作用，因而，得以迅速開(kāi)展，備受大家注重。但當(dāng)前首要運(yùn)用熱管換熱器收回工業(yè)余熱和集中排風(fēng)廢熱(冷)，在修建中直接運(yùn)用熱管換熱器進(jìn)行通風(fēng)換氣的運(yùn)用和研討較少。本文總述了熱管換熱器在通風(fēng)空調(diào)中近室溫工況條件下的運(yùn)用狀況，并論述了試驗(yàn)室直接運(yùn)用小型雙向熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備收回顯熱的能量收回計(jì)劃。

1·小型熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備的作業(yè)原理

小型熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備由熱管換熱器、進(jìn)氣和排氣風(fēng)機(jī)、新風(fēng)過(guò)濾設(shè)備、進(jìn)排風(fēng)風(fēng)道、外殼等組成，其夏日作業(yè)原理如圖1所示。熱管換熱就是運(yùn)用余熱加熱熱管的一端，吸液芯中工質(zhì)吸收外界的熱量而汽化，因?yàn)椴粩喟l(fā)生蒸汽而壓力添加，在壓差的唆使下蒸汽就沿著中心通道流向熱管的另一端，并冷凝成液體向外界放熱，液體依托毛細(xì)力(或重力)的作用回來(lái)加熱端，持續(xù)受熱汽化進(jìn)行下一輪循環(huán)。夏日時(shí)，室外新風(fēng)溫度高于室內(nèi)排風(fēng)溫度，讓室外新風(fēng)加熱熱管的蒸騰段，用排風(fēng)吸收新風(fēng)所帶的局部熱量；冬天時(shí)，室內(nèi)排風(fēng)溫度高于室外新風(fēng)溫度，讓室內(nèi)排風(fēng)加熱熱管的蒸騰段，用排風(fēng)預(yù)熱室外新風(fēng)；過(guò)渡季節(jié)時(shí)，運(yùn)用該設(shè)備的旁通通道將室外新風(fēng)直接引進(jìn)試驗(yàn)室內(nèi)而不顛末熱管交換器，以到達(dá)節(jié)能意圖[2]。

2·熱管換熱器在通風(fēng)空調(diào)余熱收回中的運(yùn)用

GB50189—2005《公共修建節(jié)能描繪規(guī)范》規(guī)則“修建物內(nèi)設(shè)有集中排風(fēng)體系且契合下列條件之一時(shí)，宜設(shè)置排風(fēng)熱收回設(shè)備且該設(shè)備的額外熱收回功率不該低于60%。①送風(fēng)量大于或等于3 000 m3/h的直流式空氣調(diào)節(jié)體系，且新風(fēng)與排風(fēng)的溫度差大于或等于8℃；②描繪新風(fēng)量大于或等于4 000 m3/h的空氣調(diào)節(jié)體系，且新風(fēng)與排風(fēng)的溫度差大于或等于8℃；③設(shè)有獨(dú)立新風(fēng)和排風(fēng)的體系?！辫b于節(jié)能描繪規(guī)范的一些規(guī)則，應(yīng)仔細(xì)思考收回排風(fēng)中的冷熱量來(lái)預(yù)冷熱新風(fēng)的辦法。在各種熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備中，熱管換熱器又以傳熱功率高，可防止新風(fēng)與回、排風(fēng)的穿插污染等優(yōu)勢(shì)，在通風(fēng)空調(diào)節(jié)能中廣泛運(yùn)用。

2.1熱管換熱器在有集中排風(fēng)的空調(diào)體系中的運(yùn)用

通常設(shè)有集中排風(fēng)的空調(diào)體系的換氣次數(shù)都比擬大，處置新風(fēng)所需求的能量也比擬大，一起招致排風(fēng)量增大，排風(fēng)所帶走的熱量添加。因而，運(yùn)用熱管換熱器收回排風(fēng)中的能量對(duì)下降空調(diào)體系的能耗具有重要意義。

若用分離式熱管換熱器收回空調(diào)體系排風(fēng)的熱(冷)量預(yù)處置新風(fēng)，新風(fēng)比按30%核算，可使體系節(jié)能7%以上，而且跟著新排風(fēng)溫差的增大和新風(fēng)比的添加其節(jié)能作用越顯著，試驗(yàn)標(biāo)明只需冷、熱氣流之間的溫差超越3℃就可以收回能量[3]。

Abd El-Baky and Mohamed[4]在集中排風(fēng)空調(diào)體系中運(yùn)用熱管換熱器來(lái)吸收新風(fēng)中的局部熱量，如圖2所示。試驗(yàn)在排風(fēng)(冷流體)溫度堅(jiān)持在26℃，新風(fēng)(暖流體)質(zhì)量流量堅(jiān)持0.4 kg/s的狀況下，兩邊空氣流量比在1、1.5、2.33之間改動(dòng)，新風(fēng)溫度在32～40℃之間改動(dòng)。結(jié)論是：當(dāng)新風(fēng)溫度上升時(shí)，跟著新、排風(fēng)間溫度差增大，冷凝段和蒸騰段的傳熱均添加；當(dāng)新風(fēng)的溫度到達(dá)40℃時(shí)，蒸騰段和冷凝段的傳熱功率添加了高達(dá)48%；當(dāng)新風(fēng)溫度挨近熱管中作業(yè)介質(zhì)的作業(yè)溫度時(shí)，得到最優(yōu)熱收回功率。

Noie-Baghban和Majideian[5]引見(jiàn)了運(yùn)用在病院手術(shù)室廢熱收回的熱管換熱器的理論剖析、描繪和制造，并將實(shí)踐成果和核算機(jī)模仿成果進(jìn)行比擬剖析。核算機(jī)仿真了單根熱管的蒸騰段輸入暖流量為20～400 W時(shí)3種作業(yè)液體(甲醇、水、丙酮)和3種吸液芯布局(50目鎳網(wǎng)、250目鎳網(wǎng)、100目不銹鋼網(wǎng))的傳熱特性，結(jié)尾挑選最合適換熱量為800 W的病院手術(shù)室的作業(yè)液體是甲醇和吸液芯布局是100目不銹鋼網(wǎng)作為重力熱管制造材料。抽真空的辦法運(yùn)用翅片、熱管的排數(shù)、密封等都對(duì)熱管的換熱功率有較重要的影響。潘峰[6]對(duì)準(zhǔn)某生物安全試驗(yàn)室的直流式空調(diào)體系的特色，描繪了可以收回空調(diào)體系排風(fēng)能量的熱管熱收回體系，收回的最大冷量可占夏日冷負(fù)荷的12%，收回的最大熱量可占冬天熱負(fù)荷的40%，冬天收回的熱量受排風(fēng)機(jī)組換熱器運(yùn)行時(shí)結(jié)霜的約束。吳生、黃翔等人[7-8]提出了熱收回型熱管直接蒸騰冷卻空調(diào)機(jī)組進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研討，得出熱管式兩級(jí)蒸騰冷卻空調(diào)體系最佳排風(fēng)、新風(fēng)風(fēng)量比為0.8；選用蒸騰冷卻降溫辦法有利于加大對(duì)新風(fēng)的處置才能，獨(dú)特以直接噴淋的方法作用比擬好；在一次空氣風(fēng)量為5 000 m3/h時(shí)，最佳二次/一次風(fēng)量比為0.8；淋水量為0.418 m3/h，室外干球溫度為34.56℃，室內(nèi)排風(fēng)干球溫度為27.81℃時(shí)，選用這種熱管式直接+直接蒸騰冷卻兩級(jí)空調(diào)機(jī)組可以將室外一次空氣處置到干球溫度22.26℃，一次空氣的溫降可達(dá)12.3℃，直接蒸騰冷卻器的冷卻功率可達(dá)70.39%。

2.2熱管-空調(diào)器組合體系

房間空調(diào)器在濕潤(rùn)區(qū)域運(yùn)用時(shí)，因濕潤(rùn)區(qū)域潛熱負(fù)荷在房間總熱負(fù)荷所占份額較大、除濕才能缺乏而不能構(gòu)成舒服的室內(nèi)環(huán)境。對(duì)準(zhǔn)這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)前一些研討者提出在根本不改動(dòng)房間空調(diào)器現(xiàn)有裝備的基礎(chǔ)上，加裝熱管換熱器組成熱管-空調(diào)器組合體系(如圖3)，能較好地操控室內(nèi)濕度，滿(mǎn)意室內(nèi)舒服性的需求。

McFarland等人[9]的試驗(yàn)研討了在不改動(dòng)傳統(tǒng)的房間空調(diào)器裝備的狀況下設(shè)備熱管后，熱管對(duì)空調(diào)體系的除濕量、再熱量、潛熱能效比等的影響。試驗(yàn)成果標(biāo)明，當(dāng)室內(nèi)描繪溫度為22℃，相對(duì)濕度為50%時(shí)，空調(diào)的除濕量添加了62%，再熱量削減了20%，潛熱能效比添加了90%。熱管技能用于進(jìn)步傳統(tǒng)的房間空調(diào)器的除濕量和削減它所需再熱量對(duì)錯(cuò)常有用的。魚(yú)劍琳等人[10]對(duì)準(zhǔn)濕潤(rùn)區(qū)域空調(diào)總熱負(fù)荷中潛熱負(fù)荷所占份額較大這一問(wèn)題，提出了將重力式熱管換熱器用于房間空調(diào)器來(lái)下降蒸騰器的進(jìn)風(fēng)溫度，一起可使除濕量添加30%～40%，而制冷量和功耗率根本不變，而且空調(diào)器的出風(fēng)溫度和相對(duì)濕度更適宜，可是會(huì)添加室內(nèi)側(cè)的空氣活動(dòng)阻力，需求重新裝備室內(nèi)側(cè)風(fēng)機(jī)。

2.3小型熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備

當(dāng)前市場(chǎng)上的幾種通風(fēng)換氣設(shè)備如停止板翅式、轉(zhuǎn)輪式、高效納米薄膜式換氣機(jī)等，它們存在著比如換熱系數(shù)不高、輔佐動(dòng)力過(guò)大、配套設(shè)備過(guò)多、本錢(qián)過(guò)高級(jí)問(wèn)題。在通風(fēng)換氣設(shè)備中運(yùn)用熱管換熱器，能克服和改進(jìn)現(xiàn)有新風(fēng)換氣機(jī)所存在的問(wèn)題。

湯廣發(fā)等人[11]開(kāi)發(fā)了整體式熱管熱收回器，研討得到新風(fēng)溫降與送風(fēng)功率、排風(fēng)溫升與排風(fēng)功率都具有趨勢(shì)一致性。在室表里溫差必定的狀況下，熱收回功率與送風(fēng)溫差成正比。夏日熱收回功率最高可達(dá)58.1%，平均值為52.5%。制冷量和EER的平均值分別為0.234 kW和5.86。

鄭茂余等人[12]選用離散法建立了小型熱管式通風(fēng)換氣設(shè)備核算模型，剖析了熱管的傾角、管長(zhǎng)、迎面風(fēng)速、外界溫度、翅片布局等參數(shù)對(duì)熱收回功率的影響。跟著熱管的管徑和翅片高度的增大，小型熱管式通風(fēng)換氣設(shè)備的收回功率有增大的趨勢(shì)。跟著風(fēng)速的增大熱收回功率減小，固然風(fēng)速加大會(huì)進(jìn)步熱管的換熱系數(shù)，下降熱阻，但單位時(shí)間內(nèi)顛末的風(fēng)量加大，熱收回功率下降。

刁彥華等人[13]對(duì)熱管式通風(fēng)換熱器在房間通風(fēng)中進(jìn)行了熱收回試驗(yàn)研討，測(cè)驗(yàn)其在2～6人規(guī)范新風(fēng)量的一般房間內(nèi)的熱收回作用。當(dāng)室表里溫差規(guī)模為3～16℃時(shí)，夏日新風(fēng)溫降可達(dá)1.4～11℃，熱收回功率為46%～70%；冬天新風(fēng)溫升可達(dá)1.3～10℃，熱收回功率為43%～63%。不管夏日或冬天，熱收回功率都跟著室表里溫差的增大而升高，隨風(fēng)量的增大而下降。試驗(yàn)成果標(biāo)明運(yùn)用小型熱管式通風(fēng)換熱器進(jìn)行平常通風(fēng)換氣時(shí)的熱收回功率高，阻力丟失小，節(jié)能作用顯著。

徐青等人[14]探討了將熱管換熱器用在列車(chē)空調(diào)熱收回中來(lái)處置當(dāng)前空調(diào)列車(chē)的室內(nèi)空氣質(zhì)量和空調(diào)節(jié)能的兩大對(duì)立的可行性。理論核算出選用熱管換熱器對(duì)列車(chē)空調(diào)排風(fēng)熱收回后處置新風(fēng)，可以節(jié)省新風(fēng)耗能50%，一起指出熱管換熱器在列車(chē)空調(diào)中運(yùn)用的兩個(gè)首要影響要素：熱管本身要素和環(huán)境要素。

3·運(yùn)用實(shí)例剖析

衡陽(yáng)某高校試驗(yàn)室，長(zhǎng)5.7 m，寬3.1 m，高3.8 m。試驗(yàn)室的最大人員密度為30 p/100 m2，新風(fēng)需求量為10 L/s·p，則根據(jù)核算所需的新風(fēng)量為200 m3/h，包管室內(nèi)正壓，排風(fēng)量為180 m3/h。假定該設(shè)備的熱收回功率為70%。室表里核算參數(shù)如表1所示。

 (1)夏日工況時(shí)：由該設(shè)備的熱收回功率公式ε=Q 0/Q max=(tw-tw’)/(tw-tn)核算出該設(shè)備的送風(fēng)溫度tw’=28.3℃，查i-d圖知室內(nèi)空氣焓值為55.48 kJ/kg，室外空氣焓值為86.84 kJ/kg，送風(fēng)狀況點(diǎn)W’的焓值為78.6 kJ/kg。

新風(fēng)顛末熱管熱收回處置后，顯熱的改動(dòng)量：Q 0=mCP t=QSρCP(tw-ts)=200×1.165×1.005×(36-28.3)=501 W

根據(jù)風(fēng)機(jī)材料，每臺(tái)風(fēng)機(jī)功率為35 W，2臺(tái)風(fēng)機(jī)的總功率為70 W。

能效比EER=Q0/P=1 803/70=7.16

 (2)冬天工況時(shí)：由該設(shè)備的熱收回功率公式ε=Q 0/Q max=(tw’-tw)/(tn-tw)得出該設(shè)備的送風(fēng)溫度tw’=13.4℃，查i-d圖知室內(nèi)空氣焓值為38.62 kJ/kg，室外空氣焓值為4.35 kJ/kg，送風(fēng)狀況點(diǎn)W’的焓值為19.97 kJ/kg。

新風(fēng)顛末熱管熱收回處置后，顯熱的改動(dòng)量：Q 0=mCP t=QSρCP(tw-ts)=200×1.165×1.005×(13.4+2)=1 000 W

根據(jù)風(fēng)機(jī)材料，每臺(tái)風(fēng)機(jī)功率為35 W，2臺(tái)風(fēng)機(jī)的總功率為70 W。

能效比EER=Q0/P=1 000/70=14.3

由核算成果可以看出：

①試驗(yàn)室用該小型熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備能滿(mǎn)意試驗(yàn)室所需求的新風(fēng)，且節(jié)能作用比擬顯著，獨(dú)特合適需求防止穿插污染的試驗(yàn)室運(yùn)用。

②冬天運(yùn)用該設(shè)備的節(jié)能作用要③室表里溫差越大，熱管熱收回功率越高。

4·結(jié)語(yǔ)

 (1)試驗(yàn)室的空調(diào)能耗越來(lái)越大，能量收回的潛力會(huì)更大，小型熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備比擬合適于試驗(yàn)室、病院等特別場(chǎng)所換氣熱(冷)收回。

 (2)熱管換熱器在通風(fēng)空調(diào)余熱收回中的運(yùn)用首要包羅3個(gè)方面：熱管換熱器在有集中排風(fēng)的空調(diào)體系中的運(yùn)用，熱管-空調(diào)器組合體系，小型熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備。

 (3)衡陽(yáng)某試驗(yàn)室用該小型熱管熱收回通風(fēng)換氣設(shè)備，當(dāng)熱管換熱器的熱功率為70%時(shí)，夏日的能效比可達(dá)7.16，冬天的能效比高達(dá)14.3。

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