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    热管技术在房间空调器和热回收上的应用 [11-11-24]   来源:浏览:3541


    现有房间空调器在潮湿地区使用时,因其除湿量较小,相应除去的潜热负荷亦较小,而潮湿地区,潜热负荷在总热负荷中所占的比例较大。因此,房间内的空调效果并不理想,不能很好地创造出室内舒适环境,针对潮湿地区空调总热负荷中潜热负荷所占比例较大这一问题,文献(3)中提出,在不改变房间空调器原有配置的压缩机,冷凝器,蒸发器及毛细管的情况下,加上重力式热管换热器。这样可以显著地增加空调器的除湿量,并使空调器的出风湿度适宜,结果使空调器的除湿量增加30﹪—40﹪。而空调器的制冷量和功耗基本不变,所需热管换热器换热面积不超过蒸发器换热面积的2倍。热管换热器在空调器上布置可行,且不会使空调器的总体积增加很多。

    热管—空调器组合系统在冬季用于回收排风热量,减少空调器负荷,达到节能的目的。在夏季,可提高空调系统制冷能力和去湿能力,完全或部分取消再热负荷,节省系统能耗,达到提高舒适度的目的。空调器结构简单,制造方便,热管和蒸发器合为一体的换热器可以很方便地应用于窗式,柜式空调和除湿机中。从人体舒适度的角度来看,热管空调能以更为舒适的送风来满足人体舒适度的要求。

    间接蒸发冷却是通过各类型的换热器来实现的,主要类型有:⑴板式⑵管式。在这里,提出将热管换热器用于间接蒸发冷却技术,形成热管型间接蒸发冷却器,并在热管一端包覆吸水材料,加设喷淋装置,这种新型热管间接蒸发冷却器简图如图2所示。

    以夏季为例,夏季室内温度低于室外温度,室外新风(一次空气)流经流道1即蒸发段,促使工作液蒸发,带走汽化潜热,室内排气(二次空气)流经流道2即冷凝段,蒸汽因蒸发段与冷凝段间的饱和压力差使蒸汽流到冷凝段中,同时释放潜热,如此不断循环,在室外新风侧实现干冷效果。

    在冷凝段,淋水装置向热管喷淋水,为提高蒸发速度,加强换热效率,在热管冷凝段包覆吸水材料,由此加大接触面积。若采用具有较强的吸放湿能力及保湿性能好的吸水材料,就能使与水膜相邻的饱和水蒸气迅速排出,加快冷凝段的蒸发速率,更快地释放热能。因(抽湿机)吸水材料具有的保湿性,就无需连续不断地向热管冷凝段喷淋水,这样就大大减少了动力消耗。

    ⑴热管是一种靠自身内部的传热工质在一个高真空的封闭壳体内不断循环相变传递热量的高效传热元件。本文提出的这种新型热管间接蒸发冷却器所消耗的能量仅为风机和循环水泵的能耗,与常规机械制冷相比,是一种无需辅助动力的空气冷却装置,同时又是一种很好的节能装置,通过使用这种装置可实现冬天回收排风中的热量来预热新风,夏天回收排风中的冷量来预冷新风,是一种新型高效的换热设备。

    ⑵在冷凝段包覆吸放湿能力强的吸水材料,并加设淋水装置,在夏季运行时能大大提高蒸发速度及换热效率,提高对新风侧的干冷却效果。

    ⑶因吸水材料具有保湿性,故无需进行连续不断的淋水,只需对间接蒸发冷却设备中的包覆管间歇性供水。由此进一步降低能耗。

    空调系统的能量回收是进行空调节能的内容之一。在商业建筑中,大部分空调回风经冷却和再热后作为送风输送到空调房间,而其它部分的回风则排出。同时,大量新鲜空气经处理后进入空调房间,由于新、回风需经冷热处理,排风带走大量能源,因而,研究空调系统热回收对空调系统节能具有极其重要的意义。目前,国内用于回收排风能量的装置以全热交换器为主,已研制出相应的转轮式换热器,板翅式换热器和盘管热环式换热器等。该类设备尽管回收效率高,但制造工艺复杂,造价高,且进、排风之间存在交叉污染,不适合于医院及产生有害气体的空调房间,若利用显热热交换器,则进、排风温差小(一般Δt=10℃左右),势必要加大换热面积,同时也给风道连接带来许多不便。热管由于热传递速度快,传递温降小,结构简单和易控制等特点,因而将广泛应用与空调系统的热回收和热控制。热管换热器在空调节能方面的应用已引起国外广泛的关注,以排风量为35000m3/min的采暖用空气预热为例,排气温度由40℃降到22℃,新风温度可由0℃预热到8℃,其回收热量为459.976kj/h。

    随着科学水平的不断提高,热管研究和工业除湿机应用领域也将不断扩宽,新能源的开发,电子装置芯片冷却,笔记本电脑CPU冷却及大功率晶体管,可控硅元件,电路控制板的冷却,化工,动力,冶金,玻璃,轻工,陶瓷,制冷空调等领域的高效传热传质设备的开发,都将促进热管技术的进一步发展。尤其是在制冷空调行业, 由于冷热流体间温差小,热管技术更能体现其优越性,使之成为实现制冷空调低能耗,高效率,冷热源多样性,走绿色空调之路的现实技术基础之一。

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