热管技术在通风空调节能中的应用李甲伟

热管技术在通风空调节能中的应用李甲伟

山东金智成建设有限公司山东省济南市250100

摘要:随着现代科技不断进步,各种技术手段改变着人们生活的方方面面。通风空调的应用在一定程度上提高了人们的生活质量,给人们带来更好的生活环境,但能耗过大问题也一直被人诟病,如何做好通风空调节能是社会关注的问题之一。热管技术改变了传统散热只能提高送风量的做法,是一种较新的现代技术,在通风空调中应用具有良好应用效果。基于此,本文分析通风空调热管技术应用,以期可以提高节能效果。

关键词:通风空调;节能技术;热管技术

引言:在现代空调系统中,采用新风系统能耗通常所占比例为25%~30%。实际应用中,排风可以带走的热量或者冷量通常会被浪费。所以在现如今提倡节能环保的情况下,必须加强对通风空调节能性能的研究工作,加强热量回收利用,提高能源利用效率,热管技术具有很强的技术优势,是当前形势下让空调走上绿色发展道路的有效技术之一,前景可以期待。

1、热管技术简析

(1)热管是一种传热元件。这一元件在工作中有效利用了自然界的热传导特点以及制冷介质可以进行快速热传递的特性。在热管的帮助下,可以将发热物体具备的热量传到热源之外。实际应用发现,热管的导热性能可以超过各种金属。曾经热管技术是用在军工或者航天领域。之后逐步在散热器制造业中使用,这一技术的加入改变了散热器传统设计方法只能依靠提高风量来提高实际散热效果的局面,在使用这一技术后,能够让散热器在低转速状态下取得良好的散热效果。也解决了风冷散热或多或少带来的噪音问题。经过测试发现,热管热传递性能良好,在散热器中应用能够明显降低热阻值,从而有效提高散热效率。热管有很强的导热性,远比纯铜导热要强。

(2)热管技术是通过提高热传递性来减少热源附近热量,与传统散热有些明显区别。热管技术应用温度很广,在应用中,受热端受热,管壁附近存在的液体会由于温度升高而瞬间发生汽化现象,进而出现大量蒸汽,此时这一位置会有较大压力,而蒸汽会受到压力作用逐渐向冷凝端转移。冷凝端温度较低,蒸汽在到达此处后会冷却并且再次成为液体,同时会释放热量,之后通过毛细力,再次回到受热端。

通常在应用中需要在两段受热端与冷凝端间设绝缘段。

2、热管技术应用前后对比

2.1传统通风空调运行

在以往的通风空调中,例如一次回风夏季工况,实际运行中户外环境温、湿度均比户内要高,通风空调新风系统会在工作中将新风与室内存在的回风混合,通过降温、除湿以提供给户内较低温度空气,在这一过程中必须做好除湿工作。如果户外的温度较低,在将空气进行上述处理后要再进行等湿加热,之后方可对户内送风。在这一过程中,至少有两处和我国当前节能要求相悖:一是在运行中未能有效处理回风,回风具备的冷量未能充分利用起来;二是将空气进行处理后要再进行等湿加热会使空调系统能耗进一步提升。

2.2热管节能效果比较

和传统通风空调中的一次回风进行对比,采用热管空调器可以有效换热,节能效果十分明显,一些研究人员研究发现,如果在直流式空调中使用热管换热器,能够使通风空调的再热量下降一成,冷量可以节约35.0%左右,作用十分明显;而在传统的一次回风中采用热管技术能够使再热量减少100%,并且使冷量减少33%左右。在实际应用中发现,直流系统应用热管技术所取得的节能效果要比一次回风更强。虽然在直流系统中需要在两个位置安装热管换热器,会使安装、设备成本上升,但能量回收更好,长期效益明显。

3、热管技术工作的优势

通风空调中应用热管技术具有其他节能技术难以企及的优势,现介绍如下:

3.1环境适应性强

热管技术可以根据工作需要进行灵活设计,无论结构还是空间体积都可以视情况进行调整。在一些较小的空间中也可以有效应用,实现节能。

3.2传热性能好

热管而具有其他金属介质难以企及的热传导能力。是通过管内液体工质所产生的冷热相变以起到热量传递的效果。这一技术的轴向传热性能优良,即使环境温差很小,但也能够实现有效热传递。当前情况下,热管技术实际性能尚未完全发挥出来,还有待进一步研究,技术价值或许可以进一步提升。

3.3可改装满足应用需要

通常通风空调只需采用普通热管即可实现节能功能性要求。不过在实际应用中,如果有需要也能够适当进行改装,例如转化为热开关、热二极管儿等形式进行应用,以便控制热流流动方向。在实际应用中也可以在遭遇不利局面时阻止热量交换,从而有效减少热量损失。

3.4温度可调节

采用热管技术后,传热时能够人工改变加热段、冷凝段实际工作面积,从而实现对热流密度的控制,使传热温度改变。

4、热管技术应用

4.1应用于送排风机组

要遵从国家节能工作相关指示,结合当前国内市场情况以及实际使用要求,积极开发热管技术应用方式方法,做好节能机组研发工作,提高热能回收效率,降低能耗,实现节能减排目标。热管技术有效利用了通风空调排风与送风存在的实际温差,通过低温热管进行潜热交换,使送风温度进一步提升,有效减少能量消耗,实现能量回收。在排风机工作中可以将有一定热能的空气排入热管中到达热端,让户外较低温度的空气通过冷端再进入室内。热管冷端管可以有效吸收排风工作产生的热量,新风汽化换热,从而使管内工质转化为液态,通过自然回流作用回到冷端,回收室内排出的热量,让新风可以在加热后进入室内,从而起到节能换热的效果。

4.2应用于新风换气机

通风空调系统中新风换气风机可以实现换气、热回收,并且可以有效净化空气,从而提高室内空气质量,为居民提供良好的生活环境。应用的换风机通常具有小、大风量两种,一般小风量的换气机是使用于澡堂、浴室或者是窗户上,体积较小。而大风量换气机一般会装在室外或者是在室内天花板内。热管结构本身相对简单,所以造价较低,通常会使用重力管。出于布局考虑,也可以采用分离管形式。分离管将加热以及冷凝这两部分,通过管束分隔开来,采用上升管和回流管进行有效连接,形成闭环。在使用中必须注意以下问题:如果使用重力热管,要注意冷凝段应该在加热段上面,并且两者要保持至少10cm距离,以免出现回流困难或者无法实现回流。这一系统中所用的热管换热器通常体积与重量均较小,不过实际换风效率可以保证。另外,经过换热器的气流不会出现较大的压力损失。根据以往的工作实践发现,在换风机中采用热管元件具有良好的应用效果。

结束语

热管技术具备热管热传递性能良好,在散热器中应用能够明显降低热阻值,从而有效提高散热效率。对于散热器设计而言是一次变革,实际应用中可以有效降低空调能耗,具有良好的节能效果。在全世界提倡节能、能源危机迫近的今天,积极应用热管等节能技术具有现实意义,符合可持续发展理念。

参考文献

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