浅谈热管技术在空调设备中应用

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1、浅谈热管技术在空调设备中应用［摘要］热管是一种高效传热元件，可由多个热管元件组成一个热管换热器，根据热管两端吸热和放热的特点，组成直流系统中的热管送排风节能机组，以达到能量回收节约能源的目的。［关键词］热管技术；空调设备;应用一、热管技术的发展长期以来，人们为了强化换热，特别是对流换热，进行了大量的研究工作，并取得了一些丰富的成果，但长期以来并没有明显突破，导致人们研究导热过程的强化技术,已成为当前一项重要任务。一般认为导热过程决定于材料的特性，强化传热只要在工程中选用导热系数高的材料就可以了。其实不然，特别在宇航换热领域中，即使选用导热系数高的铜或银,也仍然不能

2、解决和满足宇航技术的要求。1964年美国在宇宙飞船首先使用了最新的强化传热技术，并解决了宇宙飞船的传热要求，当时把这种新的传热技术的传热元件定名为热管。热管是一种高效热元件。它的出现是传热技术中一个突破的发展，很快受到了研究传热技术部门的重视。在一段时间内，国际上对热管吸芯结构、热管寿命、热管的最佳设计、新的热管种类、热管控制和热管在应用领域技术等，展开了大量的理论研究和实际应用工作，这时许多国家也相继掀起了热管技术的研究热潮。我们国家也就是在这种热潮的推动下，于1978年前后，才将热管技术有了一定的发展。二、热管的基本原理热管是由管内腔具有一定真空度，管内按不同

3、使用温度,充填一定比例的不同工质组成一个密闭单体，称做热管元件。热管换热器是由多个热管元件组成，在工程使用过程中，根据不同使用条件，选择和设计不同规格、不同温度等级的热管换热设备。热管元件基本可分为三段，即热端也叫蒸发端、冷端也叫凝结端、绝热段也叫传输段。热管的一端为热端，当热能通过热端，从外热源经管壁传给管内工作流体即工质，工质受热由液态变为汽态蒸发吸热，流体由蒸发汽态流向冷端，流体在此凝结成液态，并将凝结热传给外界冷源，这时在管内的液态靠自重又流回热端，这样周而复始的循环，完成热交换的目的，人们根据热管的这一特性在不同的工程中可以组成不同的换热设备，以满足不同

4、工程的需要。三、热管在送排风机组中的应用根据国家的能源方针，结合我国当前市场形势和用户的要求，利用热管技术，开发研制热管节能机组，用于回收热能、排除余温的直流系统机组是非常必要的。它是利用排风和送风的温差，采用低温热管为换热原件，经过潜热交换，提高送风温度，从而达到能量回收的目的。排风机把含有热温的室内空气，经过热管的热端排出室外，同时送风机将室外的低温空气，通过过滤经热管的冷端送入被调房间。这时热管元件的冷端管内的工质吸收排风中的热量后汽化上升，通过新风汽化换热，管内工质由汽态变为液态，自然回流热管的冷端，使室内排出空气的热量回收，从而使新风加热送入被调房间，最

5、终达到节能换热的目的。四、热管在送排风机组的结构及应用效果实际证明，热管元件具有较高的导热能力，而且结构紧凑，简单可靠，操作方便等特点，因此，给热管技术的推广应用提供了方便条件。随着能源的日益紧张和能源成本的不断提高，人们对新型高效的换热设备和热回收设备日趋紧迫，因此，开发热管技术的应用，研制热管节能设备也是节约能源的一项重要措施。热管节能设备的产品结构如下图所示：该产品是利用排风和送风之间的温差，采用低温热管为换热元件，经潜热效交换，提高送风温度，从而满足使用要求,达到节能目的。如上图所示，当室内空气通过排风机，将室内空气经由热管换热器2的热管热端排出室外，这时

6、热管热端管内工质蒸发（吸热）自然流向热管的冷端，使室内排出空气的热量回收。当室外新风，通过送风机5,将室外新风经由热管的冷端,这时冷端管内工质由汽态凝结为液态（放热），自然回流到热管的热端，从而使新风加热，再经加热器4,进行二次加热，送入被调房间，最终达到换热节能的目的。室内排风经过热管换热后温度由T3降T4,其中空气中的水汽过滤凝结放出潜热，与此同时室外新风温度由T1升至T2室内排风中的热量被回收，室外新风经等湿加热，可以吸收大量的湿，从而除低了室内的相对湿度。新风吸收这部分潜热，提高送风温度，又降低加热段的热负荷，达到了节能除温的目的。该机组的关键技术问题，在

7、于如何处理和解决热管在冬季运行中，热管冷端的结霜问题。如果在冬季运行过程中，一旦发现热管冷端出现结霜现象时，这时可打开调节阀来调节新风通过热管冷端的比例，使室外冷空气直接经过加热器,将新风加热到预定温度，送到室内，从而减少冷负荷，并达到除霜的目的。根据有关标准规定，热管换热器，潜热交换率为60%,据不完全统计，以单台每小时处理风量为3万立方米的热管送排风机组为例，每年可节约0.4mpa蒸汽800〜900吨,折合人民币10万元。另外，由于该机组在冬季运行可达到除雾去湿的目的，从而避免了车间围护结构的损坏，每年可节省车间修复费用10万〜20万元，同时为车间生产创造了一

8、个良好的人