241热管热泵低温热能回收实验分析

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1、热管热泵低温热能回收实验分析122张淑秘，冉春雨，王春青（1.长春建筑学院，长春，130607，2.吉林建筑工程学院，长春，130118）摘要：通过实验，研究了在空调系统中采用热管热泵低温热能回收装置的经济性及可行性。研究表明，热管热泵低温热能回收机组的制热量在2.10KW～2.28KW之间变化，测试期间平均制热量为2.20KW，系统热回收效果显著。采用热管热泵低温热能回收机组预热新风每天平均耗电量仅为0.48KWh。与常规电加热器加热新风相比，可节省22%的运行费用。机组在运行期间的热回收效率在72%

2、～92%之间，平均热回收效率可达83%，热回收效果显著。说明此设备较好地实现了节能减排的目标，具有较好的应用前景。关键词：严寒地区；热管热泵；低温热回收；节能环保随着经济持续快速发展，人民生活的水平不断提高，空调普及率在逐年提高，其能耗也在不断增长。而空调系统在运行时有大量余热的浪费。如何减少空调能耗越来越引起人们的重视。在空调系统中采用热回收装置，可以有效的回收排风中的冷热量，并用其对室外新风进行一定的预处理，从而可以实现在不增加能耗的情况下增大室内的新风比，提高室内空气品质，减少加热新风所需的能量，

3、降低机组负荷，提高系统的经济性，达到节能和环保的双重目的。由于严寒地区的新风机组在冬季运行时，经常发生冻损事故，以致不能保证室内空[1]气品质。为解决此问题，将热管热泵低温热能回收机组应用于空调新风机组，充分利用建筑物的排风预热新风，从而可以较好地提高新风机组入口的新风温度，有效地延长了新风机组在整个采暖期的运行时间，解决热泵机组、新风机组在严寒地区冬季运行的冻损问题，保证了良好的室内空气品质。1热管热泵低温热能回收原理热泵实质上是一种能源提升装置，它以消耗一部分高位能（机械能、电能或高温热能等）为补偿

4、，通过热力循环，把环境介质（水、空气、土壤）中贮存的不能直接利用的低位能量转换为可以利用的高位能。热管式热交换器是一种借助工质的相变进行热传递的换热元[2][3]件。利用建筑内部热量的手段称为“热回收”。本实验是通过热管热泵联合运行来实现热能回收。热管热泵低温热能回收机组工作原理如图1-1所示，包括热管12、翅片管蒸发器2、四通换向阀5、翅片管冷凝器3、节流装置4、压缩机1组合成的热管热泵低温热能回收机组，与空调房间相连通的新风系统XF及排风系统PF，置于排风管道PF内的热管的蒸发段、翅片式蒸发器和排风

5、机组成排风通道系统；置于新风管道XF内的热管的冷凝段、新风机和翅片式冷凝器组成新风送风通道系统。在冬季，采用热管的冷凝段对新风进行预热，之后通过冷凝器3对引入室内的新风进行二次加热，避免了冬季运行时，室外寒冷空气对传统新风机组中水加热盘管的冻损；将建筑排风（或预混室外空气）作为热管蒸发段和蒸发器2的换热介质，两次回收建筑排风热量，实现热回收作用；节约能量的同时可以提高热管热泵低温热能回收机组在严寒地区冬季运行的性能。该机组避免了新风与建筑排风交叉污染的现象，保证了严寒地区冬季建筑室内空气品质。避免严寒地

6、区冬季低温冻损盘管的现象。与以往热泵机组或热管单独运行相比运行效率大大提高。在夏季：在夏季室外环境温度较高的状态下，需将室外高温空气处理到低温状态。此时，新风通道侧换热器3为蒸发器，排风通道侧换热器2为冷凝器，电动阀9开启，机组按照制冷循环运行，该机组可以实现空调功能。将室外高温空气通过热管的蒸发段和翅片管蒸发器3分别进行热交换，对室外空气进行冷却处理后送入空调房间；空调房间内的排风通过冷凝段和翅片管冷凝器2分别进行热交换，吸热后排出室外。本装置充分地回收室内空气冷量，实现冷量回收功能。10912制冷制

7、热5PFHP7216384XF11图1-1热管热泵低温热能回收机组工作原理图1—压缩机；2—翅片管蒸发器；3—翅片管冷凝器；4—节流装置；5—四通换向阀；6—液体分离器；7—排风机；8—新风机；9、10—电动保温风阀；11—联动自控调节风阀；12—热管2实验结果与分析本实验是在2009年冬季供暖工况下进行的。对所测结果的分析选取整个系统测试期间进行研究，分析热管热泵低温热能回收机组的供热工作性能，对热管热泵低温热能回收机组在整个供热测试期间每天的供热工作性能并对结果进行分析。找出热管热泵低温热能回收机组

8、的节能优越性所在。2.1测试期间系统的运行结果与分析本课题选择在东北最冷季节进行实验，为了使实验结果更具有参考性，实验在理论分析的基础上使热管热泵低温热能回收机组连续运行20天，并对这20天实验数据进行整理，从中选出具有代表性的12天的实验数据进行分析总结。2.1.1热管热泵低温热能回收机组运行期间的温度变化情况表1-1为系统运行期间室内外温度变化情况表，依据此表绘制热管热泵低温热能回收机组运行期间温度变化曲线图，如图1-2示。从图中可以看