热管换热器在空调热回收中的应用

【摘要】：文章首先论述了四种常见的空调系统利用排风对新风进行预处理的热回收装置，对其节能方式加以分析，最后阐述了影响空调热回收系统的几种常见因素，仅供大家参考。然后对热管换热器在空调热回收的应用进行了总结。

【关键词】：空调热回收系统；影响因素；节能分析

中图分类号： TU831.3+5 文献标识码： A 文章编号：

前言

现阶段，在我国经济高速发展的背景下，空调普及率也得到不断提高,其总能耗越来越高，余热大量浪费作为空调系统能耗的特点之一，受到越来越多的重视，所以，降低空调系统能耗其中一条很重要的措施就是保证预热与废热回收潜力得以充分挖掘与利用。

一、常见的四种排风热回收设备

1、转轮式全热交换器

转轮式热交换器主要有转轮、驱动马达、机壳和控制部分组成。新风和排风分别在两个半部对向通过回转着的转轮转芯部分，转芯是用石棉纸、铝或其他材料制作的，呈蜂窝状（其中波纹板的峰高大致在1.66mm~2.66mm），它蓄存着从排风中获得的能量，当转向另一侧时，这些能量为新风所带走。如果转轮用吸湿材料制作，回收显热的同时还可以回收潜热，即为转轮式全热换热器。

2、板翅式显热换热器

板翅式热交换器是应用板式换热原理工作的换热器。新风与室内空调排风分别呈正交叉方式流经板翅式显热换热器，进行传热显热交换过程。在夏季新风从排风获得冷量从而降温降湿；在冬季新风从排风中获得热量从而增温增湿。通过板翅式显热交换器回收能量，降低了系统的新风负荷。板翅式显热交换器的优点是结构简单；新、排风互不接触，可防止空气污染；可改变风量来调节热回收效率；无传动部件，运行可靠使用寿命长。其缺点是通过气流受到露点温度的限制，凝结水，结冰现象使其寿命下降。

3、热管式热交换器

热管式热交换器主要由一定数量的热管组成。热交换器有两个部分，分别通过热气流和冷气流。由内部充注一定量冷媒的密闭真空金属管构成热管，一旦热管一端（冷凝端）受热，吸收外界热量后，管中液体迅速气化，在微小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，液体通过贴壁金属网的毛细抽吸力返回到加热段，并再次受热气化，不断循环，热量就从管的一端向另一端传递。采用相变传热后，其优点是热管内部热阻很小，因此在较小温差的情况下也能获得较大的传热量。

4、中间冷媒换热器

中间冷媒换热器原理最简单。在新风和排风侧，分别使用一个气液换热器，排风侧的空气流过时，对系统中的冷媒进行加热（或冷却）。而在新风侧被加热（或冷却）的冷媒再将热量（或冷量）转移到进入的新风上，冷媒在泵的作用下不断地循环。中间冷媒换热器的优点是运行特性稳定可靠，使用寿命长；设备费用低；维修简便；安装方便、灵活，占地面积和空间小；新风与排风不会产生交叉污染。其缺点是要配备循环泵，存在动力消耗，通过中间液体输送，温差损失大，换热效率较低，一般在40%~50%。

5、排风热回收装置性能比较

水环热泵中央空调系统是以双管封闭式循环水系统将建筑物内各台水 / 空气热泵机组并联成一个水环路，以建筑物内部余热为低位热源的热泵系统。水环热泵机组将循环水作为吸热源和排热源，通过四通换向阀来改变制冷剂的流向从而实现制热工况、制冷工况的转换。在制热工况时，机组吸收循环水中的热量连同压缩机功率一同送入空调房间，在制冷工况时，水环热泵机组吸收空调房间的热量并把它排入循环水中。机组制冷、制热工况的选择由机组自带控制系统控制。水环热泵空调系统的优点：运行费用低；系统简单；分区极其灵活；不需庞大的制冷机房。水环热泵空调系统的缺点：噪声偏高；机组布点多；装机用电量偏高。

二、影响空调热回收系统的因素

1、风管漏风的影响

漏风普遍存在于空调系统中，主要是因为所有的风管在一定程度上都会漏风，在普通空调系统中，漏风量至少占到了系统风量的3％～5％，（漏风量的要求标准各国都不尽相同，我国国标规定最大漏风量要低于系统风量的10％）但是在一些典型的建筑物如商业建筑，在调查商用建筑后发现，很多建筑内风管漏风达到了系统风量的10%，有的甚至达到30%。主要是因为外包衣不严密、风管的磨损、固定点不合理以及安装工程质量差等。

风管的漏风对能量消耗有着巨大影响，特别在一些较大的空调系统中，例如夏季空调供风时，供风管内正压，风管密封性较差的话，导致处理好的冷风向外渗透，这部分冷风通常不经过热回收装置和空调房间，而是直接排到室外而浪费掉携带的冷量。如果回风管是负压，就会导致部分热风直接渗进风管，加大了冷水机组的负荷。

不仅如此，风管的漏风将会导致风机的能耗增加。由于在风管漏风时，系统为维持风量的稳定，尤其是在定风量空调系统中，会自动增大风机的转动频率，增大风机功率，导致风机能耗增大。而且这部分的能量是没有通过热回收装置，不能得到利用，增加了空调系统的能耗，热回收装置回收系统能量比例相对缩小。

2、回风量的影响

在空调系统中，除了一些对空气品质有特殊要求的如医院有感染病菌的空调系统，一般的空调系统之都会采用一次会风的形式，这是出于节能需要。一个空调系统中经常会同时存在热回收和回风的循环利用，他们都是系统节能的措施。实际上通过简单分析节能看出，热回收对回风的利用是没有直接影响，但回风很大程度上影响热回收。在对整个空调系统热回收效率的影响尤为明显。

3、建筑维护结构的密封性的影响

建筑物维护结构密封性一定程度上影响空调系统的能耗，主要是因为一旦结构密封性能较差，由于室内外的压力的不同作用，导致室内的风渗透出去或者室外的风会渗透进来。渗透进来的室外新风会导致空调系统能耗增大，渗透出去的能量不会经过回风管在回到空调系统，直接浪费掉了。

在整个建筑物的热损失中，50％～60％是维护结构传热的热损失，20％～30%是门窗缝隙空气渗透的热损失。所以，在建筑节能中必须要重视维护结构的保温隔热的加强和门窗的气密性的提高。

通过建筑物维护结构渗透的能量是直接散失了的，这部分的能量是浪费掉的，那么多空调系统来说，这部分能量就加大了系统的能耗，且不能回收，所以降低了空调热回收系统的效率。因此加强窗户的气密性是节能的重要措施。

三、 热管换热器在空调热回收中的应用

热管在空调系统的热回收一直是暖通空调工程界研究的课题之一，而且在空调热回收系统中， 由于热管具有很高的传热系数，因而近年来热管用于空调热回收系统中的研究有很大进展。

1、热管在直流系统中的应用

直流系统主要是指那些产生有害物质不能采用循环风的空调系统，该空调系统将随排风排掉大量的能量。而采用热管换热器既能使进风和排风之间不会产生交叉感染，不使用循环风，也能回收能量。

2、分离式热管在空调系统中的应用

由于分离式热管蒸发段、冷凝段分开，冷、热侧布置灵活，可根据工作范围选用合适的工质，考虑在空调系统冷、热回收中采用分离式热管。

结语

虽然在空调系统中安装空调热回收系统在排风中进行热(冷)量回收,使初始投资增多以及系统复杂化,但能够大量回收能量,缓解电力供应, 降低运行费用,经济效益显著。因此，以后在进行空调设计和改造时要高度重视空调热回收系统的应用。

参考文献：

[1]孙志高 马荣生 李舒宏：《空调系统热回收节能分析》，《北京节能》， 2000年02期

[2]林喜云：《空调系统热回收影响因素及评价方法》，华中科技大学， 2006年

[3]卢晗 楚广明 曲晓宁：《某五星级酒店空调系统热回收节能分析》，《节能》， 2011年Z2期

[4]郝景涛 贡振军：《浅谈空调系统中的热回收节能技术》，《洁净与空调技术》， 2011年04期