热管热回收装置在空调系统中的应用研究

摘 要：随着科学技术的提高，人们对生活中息息相关的科技产品的质量有了更高的要求。空调作为人们生活中极为便利的科技产品，为人们的生活带来了极大的便利，提供了舒适的环境。在以往的使用中，氟利昂作為空调制冷的主要物质，对环境和使用者的健康造成了一定的危害。现在的空调技术中，氟利昂已经很少被应用到空调的制冷中。但是在发展的过程中，还存在着许多可以改善的地方，如很多空调由于缺少热回收装置，造成了一定的浪费。对此，本文就空调系统中中的热管热回收装置进行介绍，希望为空调的发展提供一定的帮助。

关键词：热管热回收装置；空调系统；应用

一、热管工作原理

（一）工作原理

在现在大力提倡低碳节能的时代，空调热回收技术是节能减排的一种方式。热管热回收装置是节能减排的具体表现。热回收技术是一个是对排风热量、冷凝器排除的热量及内区热量进行回收，再次利用的过程[1]。

热管的热传递有三种方式：辐射、对流、传导，其中热传导最快。热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部被抽成负压状态，充入适当的液体（即工质），这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发段（简称热端），另外一端为冷凝段（简称冷端），当热管蒸发段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来[2]。

二、热管热回收装置类型

（一）轮转式热回收装置

轮转式热回收装置是一种蓄热蓄湿型的回收装置。在工作过程中，新风和排风在两个半部对向通过回转着的转芯，转芯主要是由铝、石棉纸等材料制作而成的。当转芯专项另外一边时，能量就被新风给带走了，这样既使排风得到了有效的利用，大大提高了排风的回收利用。这种回收装置的特点就是它的阻力较小，能够顺利的进行回收，因此回收效率就较高；装置本身具有自净功能，避免了清洁的步骤，使换风过程更加通畅。但同时，这种装置存在着新风可能会被污染的可能，而且此种装置体积较大，不容易装置[3]。

（二）盘管热环式热回收装置

盘管式环路热回收装置在结构设计上，在新风和排风的位置分别设置了一个换热盘管，且盘管之间有环路进行连接，盘管里面装有水等流体。主要靠泵的巨大作用力进行工作。此种热回收装置的优点就是新风和排风没有交叉污染。管道布置较为灵活。但是缺点就是热交换率比较低，对管道的密封程度要求比较高。

（三）板式热回收装置

板式热回收装置为了便于清洁和更换，在装置的外壳内侧上安装了定位装置，而且为了防止更换时产生的污染，对装置进行了密封填料。其中，装置中采用的换热原件是经过特殊加工的石棉纸，这种方式使装置既能传热，又能传湿。但是明显存在的问题就是它不透气。

另外，板式热回收装置又分为平板式换热和板翅式全热换热器。是换热装置中较为理想的换热装置。两种换热方式的优点就是它们的结构较为简单，没有交叉污染，缺点就是容易凝结，造成使用寿命下降。就板翅式热交换器来说，它存在的最明显的优点就是没有交叉污染，比平板式更清洁。没有驱动装置。但是容易堵塞风管[4]。

（四）热管换热器

热管换热器是由多个热管进行构造的。其中由两个部分构成，分别通过冷热两种气流。当热管的冷凝端受热后，热管中的液体就吸收外界的热量，在微微小的气压差下，流向热管的另一端，向外界放出热量后冷凝成为液体，液体借助于贴壁金属网的毛细抽吸力返回到加热段，并再次受热气化，如此不断循环，热量就从管的一端传向另一端。由于是相变传热，且热管内部热阻很小，所以在较小的温差下也可以获得比较大的热量。

三、热回收装置的比较

选择合适的热回收装置，需要结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素，进行技术经济方面的综合比较。

图1 热回收装置的比较

四、参数设计

我国地域辽阔，气候条件区域差异比较大，因此不同区域的建筑在设计时应充分考虑该地区的气候特征。《民用建筑热工设计规范》中指出，为更好的反映建筑室内热环境，根据我国的气候特征，将其划分为相应的热工分区。以累年最冷月日平均气温低于5℃的天数以及最热月累年日平均温度高于25℃的天数为指标，可将我国的热工分区划分为：夏热冬暖地区、温和地区、夏热冬冷地区、寒冷读取、严寒地区[5]。

图2 某地区全年干球温度分布小时数

在合肥地区存在季节性供冷及制热的需求，为满足室内人员的舒适性需求，在空调房间内设置温度宜为26℃，动机空调房间内设置温度宜为18℃，因此若将室内空气直接排出室外必将导致较多冷（热）量浪费，通过热管热回收装置可以有效地回收排风中的余热（冷），从而对新风进行预处理，进而降低新风能耗。

总结：随着人们对室内空气品质的要求越来越高，新风能耗再建筑能耗所占的比重越来越大。对于具有独立送风排风系统的空调系统中，其优点显著，一方面使送风气流分布均匀，另一方面，有利于设置热回收装置，回收排风中的能量。

参考文献

[1]陆琼文.浅析热管热回收技术在医疗建筑空调系统中的应用[J].上海节能，2018（1）：30-34.

[2]宫玖兵，韩昌山，陈程.热管热回收装置在空调系统中的节能应用[J].建筑建材装饰，2016（3）.

[3]栗庆文，王翌琛，冯春雨.热管热回收装置在空调系统中的应用[J].中国战略新兴产业，2018（12）.

[4]吴青青.二次热管热回收式空调系统的研究[D].昆明理工大学，2017.

[5]周智勇，吴青青，韦中师，等.二次热回收热管式空调系统[J].化工学报，2017，68（5）：1823-1832.

作者简介

庞俊文（198909--）性别 男、民族 汉，籍贯（博白县）现供职单位全称：广东美的制冷设备有限公司 结构开发工程师、学历：本科 西北工业大学 研究方向：机械设计。

（作者单位：广东美的制冷设备有限公司）