热管热交换器的工作原理(空调热回收机组原理、形式与应用)

Posted 2023-06-02

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热管热交换器的工作原理(空调热回收机组原理、形式与应用)

术语

空气-空气能量回收通风装置

带有独立的风机、空气过滤器，可以单独完成通风换气、能量回收功能，也可以与空气输送系统结合完成通风换气、能量回收功能的装置。习称能量回收机组或热回收机组。

空气-空气热交换器

将排风中的热（冷）量传递给送风的热转移设备，习惯称热回收器，也称能量回收部件。

热回收的目的

1、减小供热（冷）装置的容量。

2、减少诸多设备如制冷和供热设备、空气处理设备、水泵、管路等的投资。

3、减少全年的能源消耗量。

4、降低运行费用。

5、减少对环境的污染，减少温室气体的排放，保护环境。

相关标准

《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）、《通风空调系统运行管理规范》GB50365-2005规定：

建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时，宜设置排风热回收装置。排风热回收装置（全热和显热）的额定热回收效率不应低于60%。

1、送风量大于或等于3000m3/h的直流式空气调节系统，且新风与排风的温度差大于或等于8℃；

2、设计新风量大于或等于4000m3/h的空气调节系统，且新风与排风的温度差大于或等于8℃；

3、设有独立新风和排风的系统。

热回收机组的种类

1、转轮式全热回收器

2、板式显热回收器

3、板翅式全热回收器

4、热管式显热回收器

5、溶液吸收式全热回收器

6、液体循环式显热回收器

转轮式热回收器

1、转轮式热回收器的核心部件是转轮。

2、以特殊复合纤维或铝合金箔作载体，覆以蓄热吸湿材料而构成。

3、加工成波纹状和平板状形式，然后按一层平板、一层波纹板相间卷绕成一个圆柱形的蓄热芯体。

4、在层与层之间形成许多蜂窝状的通道，即空气流道。

工作原理

1、转轮作为蓄热芯体，新风通过显热型转轮的一个半圆，排风同时逆向通过转轮的另一个半圆。排风将热量释放给蓄热热芯体，排风温度降低，芯体的温度升高。

2、冷的新风接触到热的蓄热芯体时，同于存在温度差，芯体将热量释放给新风，新风温度升高。

3、夏季降温运行时，处理过程相反。

4、在全热型转轮热回收器中，在热转移的同时，还有湿转移。这是因为排风中水蒸气的分压力，高于蓄热芯体表面涂层的分压力，所以，排风中的水蒸气被涂层吸附。

5、随着转轮的旋转，吸湿后的转轮芯体转入转轮的另一半圆部分（新风进入段），由于新风的水蒸气分压力低于芯体表面涂层，因此，水蒸气由芯体涂层向新风转移。

板式显热回收器

工作原理

工作原理

采用多孔纤维性材料经特殊加工的纸作为基材，对其表面进行特殊处理后制成带波纹的传热传质单元。然后将单元体交叉叠积，并用胶将单元体的峰谷与隔板粘结在一起，再与固定框相连接而组成一个整体的全热回收器。

热管是一种应用工质如氨的相变进行热交换的换热元件，其结构示意如图：

当热管的一端（蒸发段）被加热时，管内工质因得热而气化，吸热后的气态工质，沿管流向另一端（冷凝段），在这里将热量释放给被加热介质，气态工质因失热而冷凝为液态，在毛细管和重力的作用下回流至蒸发段，从而完成一个热力循环。

工作原理

以具有吸湿、放湿特性的盐溶液（溴化锂、氯化锂、氯化钙及混合溶液）为循环介质，通过溶液的吸湿和蓄热作用在新风和排风之间传递能量和水蒸气，实现全热交换。

常温情况下，一定浓度的溶夜，其表面蒸汽压低于空气中的水蒸气分压力，水蒸气由空气向溶液转移，空气的湿度降低，吸收了水分和吸附热的溶液浓度降低，温度升高。溶液浓度降低，温度升高后，其表面蒸汽压升高，当溶液表面蒸气压大于空气中水蒸气分压力时，溶液中的水分就蒸发到空气中，实现对空气的加湿过程。利用盐溶液的吸、放湿特性，可以实现新风和室内排风之间热量和水分的传递过程。

工作原理

1、溶液全热回收装置主要由热交换器和溶液泵组成。热交换器由填料和溶液槽组成，填料用于增加溶液和空气的有效接触面积，溶液槽用于蓄存溶液。溶液泵的作用是将溶液从热交换器底部的溶液槽内中输送至顶部，通过喷淋使溶液与空气在填料中充分接触。

2、溶液全热回收装置分为上下两层，分别连接在通风或空调设备的排风与新风侧。冬季，排风的温度高于新风，排风经过热交换器时，溶液温度升高，水分含量增加，当溶液再与新风接触时，释放出热量和水分，使新风升温增湿。夏季与之相反，新风被降温除湿，排风被加热加湿。

3、多个单级全热回收装置可以串连起来，组成多级溶液全热回收装置。新风和排风逆向流经各级并与溶液进行热质交换，可进一步提高全热交换效率。

液体循环式热回收器

工作原理

液体循环式热回收器，习惯上也称为中间热媒式热回收器或组合式热回收器，它是由装置在排风管和新风管内的两组“水—空气”热交换器（空气冷却/加热器）通过管道的连接而组成的系统。为了让管道中的液体不停地循环流动，管路中装置有循环水泵。

在冬季，由于排风温度高于循环水的温度，空气与水之间存在温度差；所以，当排风流过“水—空气”换热器时，排风中的显热向循环水传递，因此，排风温度降低，水温升高；这时，由于循环水的温度高于新风的进风温度，水又将从排风中获得的热量传递给新风，新风因得热而温度升高。

在夏季，工艺流程相同，但热传递的方向相反。液体一般为水，在严寒和寒冷地区，为了防止结霜、结冰，宜采用乙烯乙二醇水溶液；并应根据当地室外温度的高低和乙烯乙二醇的凝固点，选择采用不同的浓度。

热回收方式

循环式：热回收器和水箱之间通过循环泵循环加热热水。

定温出水式：冷水进入热回收器加热后通过定温电动阀间断式排到水箱。

热回收器类型：壳管式热回收器和板式热回收器。

几种热回收机组原理

热回收系统的合理使用

1、使用条件

冬夏季节室内外温差大于或等于8℃，设有集中排风系统且需向室外排风时。

2、正确操作

（1）使用时间恰当

（2）阀门正确切换

（3）风机正确开启