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摘要:热管换热器是空调系统中的一种传热元件,又简称为“热管”,主要用于回收排风中的能量,对热管换热器的选择主要针对热量的回收需求,凸显其应用的合理性,能够减少对能源的消耗。本文从热管换热器在暖通空调节能中运行的原理与特征进行分析,并对其实际的技术应用予以探究,证明了热管换热器在暖通空调的运行中可起到节能的作用。
关键词:热管换热器;暖通空调;节能应用
引言:随着当代人们生活质量的提升,空调成为居民常用的家用电器之一。近年来,空调所消耗的资源约占国家资源总消耗量的
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。空调所消耗的资源占比之所以如此庞大,与其运行特征必然有关,即加热(冷)与排热(冷)是共同运行的,为改善能源消耗的问题,技术人员可从“回收”热量方面入手,调整热(冷)的朝向与方位,提升能源的利用效率,就能够缓解资源浪费问题。热管换热器的应用可以减小横截面积,让热量能够传输更远的距离,且不需要额外增加压缩动力,实现节能的目标。
一、热管在暖通空调节能中运行的原理与特征
(一)热管的运行原理
热管换热器中包含吸热芯、壳体及工作介质等,属于封闭型的导热部件。吸热芯中有许多小孔,充当“毛细泵”,能够运输冷凝液,将其从“冷的一端”运至“热的一端”,发挥蒸发导热的作用。壳体是承受压力的密闭管件,热管换热器中的工作介质一般是在真空状态下被吸入管中的,其导热过程如下所示:首先,在加热断种,热管换热器理的工作介质会应外部加热而蒸发相变潜热,并发生汽化;其次,管内的加热段与冷却段出现压力差以后,工作介质产生的蒸汽会从“热的一端”移动至“冷的一段”;再次,冷却段中,外部因素会带走管内蒸汽释放出的冷凝潜热并逐渐变化为水;之后由管内的吸液芯将冷凝水重新折回加热段。暖通空调的热管换热器正是通过上述步骤不断循环而达到节能的要求,将热量持续从“热的一端”传递到“冷的一端”,维持热管换热器在暖通空调系统中的运行。
(二)热管的运行特点
在暖通空调系统中,应用热管换热器的形式比传统形式更加优势,其特点主要体现在如下方面:其一,导热性能强化,热管换热器自身的传热性较好,相较于金属管材,一定质量的热管换热器可以完成数量的加载热量,故热管换热器的效果能够提升80%,再结合光能、地热能等能源对暖通空调系统中的排风温差能量进行循环利用。其二,热管换热器的温度可调节,可使冷流体露点温度高于冷端的温度,实现对关闭温度的条件,这种重复利用显热的方式可减轻空调系统的潜热压力,完善系统的各部分作用。其三,保持温度性能,导热管换热器可以在工况变化的条件下,保持空调的冷、热源温度,维持基础恒温,使其不受热负荷或热汇温度的变化影响。其四,适应性较强,热管换热器交换器的架构设计较为灵便,能够依据运行的需要决定热汇与热源的距离,从10cm-100m的距离变化区间,达到冷热流体间的“零泄露”。
二、热管在暖通空调节能中运行的实际应用
(一)汽车空调中的应用
现代汽车配置中,空调的应用极为常见,目前汽车空调的应用中还面临着开窗通风换气的问题,使得汽车内的热(冷)量受到损失,即使在汽车空调中使用两根热管换热器,利用热传递的形式将空气吸入盘管后进行冷空气传送,但与安装热管换热器的空调相比,会有更多的水分从制冷管中里流出。空气与制冷管分离时会存在100%的相对湿度,而热管换热器的另一端可以对空气进行加热,并减少其相对湿度。汽车空调的新气与废气之间存在一个热管换热器,用于吸收废气中的冷空气,以其温度促进新空气的温度降低,由此可见,安装热管换热器能够降低空调的耗电率,并且能够减少车内空气的相对湿度,减少对汽车发动机热能的损耗,该应用具有较大的实用价值,能够有效减少车载空调的能源浪费。
(二)直流系统中的应用
空调直流系统中的进风与排风之间缺乏间隔装置可能会发生交互感染,若在直流系统中使用热管换热器,就可有效的避免感染问题,促进有害物质单向排除,避免其从循环空气调节系统排出。循环排风式的结构并不可取,这种形式的结构中会在排气时流失许多热量,从而造成能源消耗,应用热管换热器以后,这些问题就可以得到妥善的解决,在暖通直流空调系统中应用热管换热器,不仅能够避免循环式的排风过程,还可以回收大量可使用的热能,促进空调系统的节能应用。
(三)回风空调系统中的应用
回风空调设备的系统存在明显的排风量较小的特征,该系统的新空气在废弃中所获取的热量十分有限。若回风空调系统中配有再热器系统,那么该系统就可以在空调系统的空气处理中心风道与返回风道之间,安装热管换热器,如此一来,回风空调系统就可以利用热管换热器吸收循环风中的热能,尽可能的减少回风过程中热量的流失,并通过加热露点状态下的气体来代替再热形式的加温,或是有效的降低再热形式的工作量,以及利用返回风冷却温度制造冷风。
(四)去湿功能空调系统中的应用
当代屋内带有去湿功能的空调十分常见,热管换热器在这类空调中的应用有所不同。由于湿润区域内的空调机,在相变潜热负荷的比重较大,因此空调的去湿转轮及回转盘管换热器在运行的过程中,会增强空调系统的去湿功能,提升空调对屋内湿度的调节能力,营造出十分舒适的室内环境。若将热管换热器应用于带有去湿功能的空调系统中,该空调系统的去湿能力得到明显提升,其能源消耗也随之降低,可高效调整室内的湿度,满足人们的空调使用需求。
结束语:热管在暖通空调系统中的应用涉及多个方面,所包括的内容也较为复杂,总之,热管的应用可有效实现空调系统热循环的节能目标,并且能够促进屋内空气质量的改善。目前我国对暖通空调中热管的技术应用仍处于探索阶段,近年来开展了大量的实验来探究其实际应用,并在热管式暖通空调换气装备的研究中取得了巨大的成果。这些实验成果都表明了热管在暖通空调中的应用是具有较高价值的,无论是经济方面,还是技术层次,热管对于暖通空调的节能化要求而言,具有明显的实用研究价值。相关技术人员仍要不断探索热管在暖通空调系统中的应用方式,从技术方面寻求突破,争取实现更高的节能要求。
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