浅析热管节能技术在组合式空调柜前期设计的重要性

2021-11-18周友华王谷洪赵海金

探索科学(学术版) 2021年11期

关键词：工作液冷器预冷

周友华王谷洪赵海金黄磊

江西江中济海制药有限责任公司江西南昌 330000

引言

通过对组合式空调柜设备原理的掌握及热柜节能改造投资对比分析，结合热管节能技术目前在制药行业中改造后成功得到广泛应用，可见热管式组合空调柜在新建项目或新购组合式空调柜中将成为行业主流，为企业的运行成本将带来巨大的经济效益。

一、热管节能技术

(一)热管换热器在组合式空调机组的结构及工作原理

热管典型工作原理:随之能耗随着先进热管超导换热技术的应用，利用超导环流循环、温差动力循环技术，组成能量闭式循环能源换热系统，不需要任何外部运转能耗，实现在空调柜表冷器前后进行预冷与加热循环，代替原空调柜用蒸汽再热方式进行除湿控制手段，减少除湿冷量及再热蒸汽用量目的，节能效果显著。

图1

热管的基本工资原理如图(1)所示，典型的热管由管壳、工作液吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3*10－1～1.3*10－4 Pa的负压后充以适当的工作液体，使工作液吸液芯充满工作液。热管的一段为蒸发段，另外一段为冷凝段，根据应用需要在两端中间布置绝热段。当热管的一段受热时毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端释放出热量凝结成工作液，工作液再沿工作液洗液芯作用流回蒸发段。如此循环，热量由热管的一端传至另外一段。由于工作液密封在热管管壳内部，且热管内部热阻很小，所以能以较小的温差传送较大的热量。

(二)热管的技术特点

a、热管传热效率高，表面温度均匀，在热管表面不存在传热死角。

b、基本无需维护，靠组合式空调机组表冷器前后温差工作，无需另外能源，无需维护，只需定期清洁即可。

c、热管安全性高，热流通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁传到冷流体，而热管一般不可能在蒸发段和冷凝段同时破坏，所以大大增强了设备运行的可靠性。

d、冷、热段结构和位置布置灵活，热管组成的换热设备的受热部分和放热部分结构可根据不同场合进行设计，由于结构紧凑占地空间小，因此可适用于不同大小的组合式空调机组。

e、有效提升表冷器除湿量，预冷模组降低进入表冷器的温度，减少表冷器原来用于显热冷却的负荷，增加潜热冷却的功率，提升除湿量。预冷－再热温差动力循环——减少降温能耗，降低再热能耗；除湿热管环流循环工作，将预冷与再热合二为一，能源互补式利用，彻底取消预冷及再热能源消耗。降低供风的相对湿度，干燥供风，再热模组提升供风温度，降低相对湿度，实现干燥供风，降低霉菌污染的可能性。

f、湿度控制，在药品及保健食品生产洁净区厂房内，湿度控制是非常重要的、关键的环节。除湿热管以更为有效、节能的方式帮助空调系统实现湿度控制。

g、降低表冷器负荷，节约空调运行费用，除湿热管降低进入表冷器的空气温度，从而降低负荷，恒温恒湿空调设定温度可以提高些，从而节约空调运行费用。

二、组合式空调柜的原理

组合式空调机组是由各种空气处理功能段组装而成的一种空气处理设备。适用于阻力大于100Pa的空调系统。机组空气处理功能段有空气混合、均流、过滤、冷却、一次和二次加热、去湿、加湿、送风机、回风机、喷水、消声、热回收等单元体。如图(2)所示新风进入空调机组，与室内来的回风在混合段中混合，混风经过初效过滤段，滤去尘埃和杂物，再经过中效过滤段进行二次过滤，滤去更小的尘埃和杂物。再经过表冷段或加热段进行降温或加热后使空气达到所需的温度。再经过加湿段加湿到系统所需的温度要求即达到指定的送风状态点，最后通过风机段把处理好的空气送入室内。

三、前期设计的重要性

通过对热管节能技术的应用的了解，如热管通过改造节能，效果虽好，但不是最佳方案，因在改造过程存在一定的问题:如改造周期问题、改造成本问题、改造后空调质量问题等等，如在项目建设前期或设备采购前期考虑周全，则可以大大改善及节约成本，可见前期设计的重要性。

图2

(一)节约时间

组合式空调在运行后进行热管改造，从现场勘察到安装调试预计需要3个月时间，因设备改造过程，相关部件拆除需要保护性拆除及安装，每台设备停机改造时间约7天，可见在设备采购时，做好前期设计规划，可节约车间停产时间，并一次性实现空调节能效果。

(二)节约成本

热管技术是近几年在制冷行业得到广泛应用，设备在改造时成本较高，其主要成本在设备改造、安装成本上，而不是热管制造成本上，改造、安装费用占比40－60%，由于大部分组合式空调柜安装在技术夹层，施工空间及条件有限，造成在改造过程技术措施费较高，且施工人员存在一定安全隐患。如在设备采购前期做好规划，一并将热管节能要求写入组合式空调技术要求中去，可节约二次改造成本。