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摘 要:热管技术主要是利用热管这一传热元件,利用特殊的工艺制成热管换热器,从而达到放热与吸热的效果。将热管技术应用在空调设备中,可以提高空调的性能,利用热管送排风节能机组,还可以降低空调使用时的能源消耗,可以回收大量能源,实现空调行业的可持续发展。
关键词:热管技术;空调;原理;应用
热管技术是一种新型的技术,其利用热管传热等特殊的性能,实现了热能的转换与传送,这项技术在空调等设备的应用中收到了良好的效果,值得推广。本文对热管技术的发展以及原理进行了介绍,还会热管技术在空调设备中的应用情况进行了分析,以供参考。
1 热管技术的发展与工作原理
1.1 热管技术的发展
导热与材料的性能有较大关系,为了强化传热,可以选择导热系数较高的材料,但是在实际研究中并不是这样,比如在航空领域中,选用导热系数极高的铜或者银整类材料,并没有达到预期的效果,无法满足航空设计的要求。为了强化传热技术,满足宇航技术与传热的要求,研究学者研究出了一种新的技术,并对该技术应用的元件命名为热管。热管是一种特殊的元件,其具有传热的性能,相关学者在研究强化换热以及对流换热时,利用了热管技术,而且收到了良好的效果,对热能转换研究起到了较大帮助。导热研究是一项长期的工作,研究人员为了提高找到突破口,利用热管技术做了多项研究,其对热管组成结构进行了改进,还采用相关技术延长了热管的使用寿命,有利于扩大热管的应用范围。
1.2 热管技术的工作原理
热管技术主要是利用了热管的特殊性能,由于热管内腔具有一定真空度,所以,根据不同的温度要求,可以利用填充工质组成密闭的单体,也就是热管元件。热管元件也可以组成热管换热器,热管元件的组成工艺不同,其规格以及传热效果不同,所以,在应用这类元件时,需要结合使用条件,选择不同温度等级的设备。热管元件可分为三段,分别是热端、冷端以及绝熱端。热端具有传送热量的功能,其可以外热源通过管壁传送到工质,工质受热后,会发生液态转换为汽态的反应,这一过程也成为吸热阶段;汽态流经过冷端时,会凝结为液态,并向外界散热,液态流会继续流回热端,这一过程具有无限循环性,而且完成了热交换的目的。在不同的设备中,可以根据需求对热管结构进行更改,从而满足使用环境的要求。
2 热管技术在空调设备中的应用
2.1 热管在送排风机组中的应用
利用热管技术时,需要满足我国有关能源政策的要求,还要结合社会当前的发展形势以及用户的要求,要满足可持续发展的要求,还要开发节能技术,使热能可以回收利用。将热管元件制成节能机组,可以提高送排风机组的性能,也可以提高直流系统机组的效能。在直流系统机组中,利用回收热能以及排除余温技术,可以提高系统的排热效果。将热管应用在送排风机组中,主要是利用了排风与送风的温差效果,将热管作为系统的换热原件,可以提高送风的温度,也可以增强能源的回收利用率。排风机可以将含有室温的空气通过热管排出室外,还可以将室外低温空气利用冷端传送到室内环境中。热管元件的冷端,主要是利用工质汽化反应,将排风机中的热量通过汽化换热转变其形态,使热管内的工质从汽态转化为液态,通过循环反应回流到冷端,然后将室内空气温度中的热量进行回收利用,这一过程具有节能的意义,实现了排风机组运转的环保性以及可持续发展性,利用新风加热,可以利用空气循环调节室内的温度,达到换热的目的。
2.2 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比较特殊,笔者对这类产品的工作原理以及实际应用效果进行了分析与研究,发现热管节能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。
当室内空气通过排风机,将室内空气经由热管换热器的热管热端排出室外,这时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,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,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会出现温度下降的情况,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出现上升趋势,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。所以,将热管技术应用在空调设备中,需要根据不同的应用环境,对排送风机组进行调整。
在设计的过程中,要以经济节省为原则。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个良好的生产环境,保证了产品质量并改善了工人的工作条件,有益人身健康。
结束语
通过分析发现,热管技术是一种有效的热能转换技术,其利用热管这一特殊元件,实现了能量的转换以及循环利用。将热管技术应用在空调设备中,可以提高空调的性能,也可以提高空调使用的环保性。应用热管技术,可以制成热管换热器,通过改变热管元件结构,可以形成不同温度等级的热管送排风机组。热管可分为三段,即热端、冷端以及绝热端,这三段可以形成无限循环的能源转换形式,而且可以提高能量的利用率,具有节能环保的多重意义。应用热管技术,可以延长空调设备机组的寿命,这一技术对我国导热强化研究也有着促进作用。
参考文献
[1]谭辉平.空调系统节能环保问题综述[J].肇庆学院学报,2002(2).
[2]杨爱民.太阳能热管吸收式空调制冷系统构造及分析[J].集美大学学报(自然科学版),2001(2).
[3]何梓年,朱宁,刘芳,郭淑玲.太阳能吸收式空调及供热系统的设计和性能[J].太阳能学报,2001(1).
关键词:热管技术;空调;原理;应用
热管技术是一种新型的技术,其利用热管传热等特殊的性能,实现了热能的转换与传送,这项技术在空调等设备的应用中收到了良好的效果,值得推广。本文对热管技术的发展以及原理进行了介绍,还会热管技术在空调设备中的应用情况进行了分析,以供参考。
1 热管技术的发展与工作原理
1.1 热管技术的发展
导热与材料的性能有较大关系,为了强化传热,可以选择导热系数较高的材料,但是在实际研究中并不是这样,比如在航空领域中,选用导热系数极高的铜或者银整类材料,并没有达到预期的效果,无法满足航空设计的要求。为了强化传热技术,满足宇航技术与传热的要求,研究学者研究出了一种新的技术,并对该技术应用的元件命名为热管。热管是一种特殊的元件,其具有传热的性能,相关学者在研究强化换热以及对流换热时,利用了热管技术,而且收到了良好的效果,对热能转换研究起到了较大帮助。导热研究是一项长期的工作,研究人员为了提高找到突破口,利用热管技术做了多项研究,其对热管组成结构进行了改进,还采用相关技术延长了热管的使用寿命,有利于扩大热管的应用范围。
1.2 热管技术的工作原理
热管技术主要是利用了热管的特殊性能,由于热管内腔具有一定真空度,所以,根据不同的温度要求,可以利用填充工质组成密闭的单体,也就是热管元件。热管元件也可以组成热管换热器,热管元件的组成工艺不同,其规格以及传热效果不同,所以,在应用这类元件时,需要结合使用条件,选择不同温度等级的设备。热管元件可分为三段,分别是热端、冷端以及绝熱端。热端具有传送热量的功能,其可以外热源通过管壁传送到工质,工质受热后,会发生液态转换为汽态的反应,这一过程也成为吸热阶段;汽态流经过冷端时,会凝结为液态,并向外界散热,液态流会继续流回热端,这一过程具有无限循环性,而且完成了热交换的目的。在不同的设备中,可以根据需求对热管结构进行更改,从而满足使用环境的要求。
2 热管技术在空调设备中的应用
2.1 热管在送排风机组中的应用
利用热管技术时,需要满足我国有关能源政策的要求,还要结合社会当前的发展形势以及用户的要求,要满足可持续发展的要求,还要开发节能技术,使热能可以回收利用。将热管元件制成节能机组,可以提高送排风机组的性能,也可以提高直流系统机组的效能。在直流系统机组中,利用回收热能以及排除余温技术,可以提高系统的排热效果。将热管应用在送排风机组中,主要是利用了排风与送风的温差效果,将热管作为系统的换热原件,可以提高送风的温度,也可以增强能源的回收利用率。排风机可以将含有室温的空气通过热管排出室外,还可以将室外低温空气利用冷端传送到室内环境中。热管元件的冷端,主要是利用工质汽化反应,将排风机中的热量通过汽化换热转变其形态,使热管内的工质从汽态转化为液态,通过循环反应回流到冷端,然后将室内空气温度中的热量进行回收利用,这一过程具有节能的意义,实现了排风机组运转的环保性以及可持续发展性,利用新风加热,可以利用空气循环调节室内的温度,达到换热的目的。
2.2 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比较特殊,笔者对这类产品的工作原理以及实际应用效果进行了分析与研究,发现热管节能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。
当室内空气通过排风机,将室内空气经由热管换热器的热管热端排出室外,这时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,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,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会出现温度下降的情况,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出现上升趋势,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。所以,将热管技术应用在空调设备中,需要根据不同的应用环境,对排送风机组进行调整。
在设计的过程中,要以经济节省为原则。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个良好的生产环境,保证了产品质量并改善了工人的工作条件,有益人身健康。
结束语
通过分析发现,热管技术是一种有效的热能转换技术,其利用热管这一特殊元件,实现了能量的转换以及循环利用。将热管技术应用在空调设备中,可以提高空调的性能,也可以提高空调使用的环保性。应用热管技术,可以制成热管换热器,通过改变热管元件结构,可以形成不同温度等级的热管送排风机组。热管可分为三段,即热端、冷端以及绝热端,这三段可以形成无限循环的能源转换形式,而且可以提高能量的利用率,具有节能环保的多重意义。应用热管技术,可以延长空调设备机组的寿命,这一技术对我国导热强化研究也有着促进作用。
参考文献
[1]谭辉平.空调系统节能环保问题综述[J].肇庆学院学报,2002(2).
[2]杨爱民.太阳能热管吸收式空调制冷系统构造及分析[J].集美大学学报(自然科学版),2001(2).
[3]何梓年,朱宁,刘芳,郭淑玲.太阳能吸收式空调及供热系统的设计和性能[J].太阳能学报,2001(1).