无尘車(chē)间内热管低温热能(néng)回收机组应用(yòng)于空调新(xīn)风机组的效率

此文(wén)让我们了解将热管热泵低温热能(néng)回收机组应用(yòng)于无尘車(chē)间工程中空调新(xīn)风机组，充分(fēn)利用(yòng)建筑物(wù)的排风预热新(xīn)风，从而可(kě)以较好地提高新(xīn)风机组入口的新(xīn)风温度，有(yǒu)效地延長(cháng)了新(xīn)风机组在整个采暖期的运行时间，解决热泵机组、新(xīn)风机组在严寒地區(qū)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(néng)回收机组原理(lǐ)热泵实质上是一种能(néng)源提升装置，它以消耗一部分(fēn)高位能(néng)（机械能(néng)、電(diàn)能(néng)或高温热能(néng)等）為(wèi)补偿，通过热力循环，把环境介质（水、空气、土壤）中贮存的不能(néng)直接利用(yòng)的低位能(néng)量转换為(wèi)可(kě)以利用(yòng)的高位能(néng)。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件^[2]。利用(yòng)建筑内部热量的手段称為(wèi)“热回收”^[3]。本实验是通过热管热泵联合运行来实现热能(néng)回收。

热管热泵低温热能(néng)回收机组工作原理(lǐ)如图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(néng)回收机组，1 与空调房间相连通的新(xīn)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机组成排风通道系统；置 2于新(xīn)风管道XF 内的热管的冷凝段、新(xīn)风机和翅片式冷凝器组成新(xīn)风送风通道系统。在冬季，采用(yòng)热管的冷凝段对新(xīn)风进行预热，之后通过冷凝器3对引入室内的新(xīn)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(xīn)风机组中水加热盘管的冻损；将建筑排风（或预混室外空气）作為(wèi)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(yòng)；节约能(néng)量的同时可(kě)以提高热管热泵低温热；回收机组在严寒地區(qū)冬季运行的性能(néng)。该机组避免了新(xīn)风与建筑排风交叉污染的现象，保证了严寒地區(qū)冬季建筑室内空气品质。避免严寒地區(qū)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。夏季在室外环境温度较高的状态下，需将室外高温空气处理(lǐ)到低温状态。此时，新(xīn)风通道侧换热器3為(wèi)蒸发器，排风通道侧换

热器 2 為(wèi)冷凝器，電(diàn)动阀 9 开启，机组按照制冷循环运行，该机组可(kě)以实现空调功能(néng)。将室外高温空气通过热管的蒸发段和翅片管蒸发器3分(fēn)别进行热交换，对室外空气进行冷却处理(lǐ)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(fēn)别进行热交换，吸热后排出室外。本装置充分(fēn)地回收室内空气冷量，实现冷量回收功能(néng)。

2 热管热泵低温热能(néng)回收机组的实验结果与分(fēn)析

本实验是在2009年―2010年冬季供暖工况下进行的。对所测结果的分(fēn)析选取整个系统测试期间进行研究，分(fēn)析热管热泵低温热能(néng)回收机组的供热工作性能(néng)，对热管热泵低温热能(néng)回收机组在整个供热测试期间每天的供热工作性能(néng)并对结果进行分(fēn)析。找出热管热泵低温热能(néng)回收机组的节能(néng)优越性所在。2.1 测试期间系统的运行结果与分(fēn)析本课题选择在东北最冷季节进行实验，為(wèi)了使实验结果更具有(yǒu)参考性，实验在理(lǐ)论分(fēn)析的基础上使热管热泵低温热能(néng)回收机组连续运行 20 天，并对这20 天实验数据进行整理(lǐ)，从中选出具有(yǒu)代表性的 12 天的实验数据进行分(fēn)析总结。

2.1.1 热管热泵低温热能(néng)回收机组运行期间的温度变化情况

绘制热管热泵低温热能(néng)回收机组运行期间温度变化曲線(xiàn)图如图 2 所示。从图中可(kě)以看出，系统运行期间，室外温度在-17.94℃~ -28.98℃之间变化，室外平均气温為(wèi)-22.97℃。送风温度的变化范围為(wèi) 3.72℃~16.53℃，送风平均温度為(wèi) 11.35℃。满足新(xīn)风预热要求，并能(néng)很(hěn)好地解决冬季寒冷地區(qū)新(xīn)风机组冻裂的问题，延長(cháng)在寒冷地區(qū)新(xīn)风机组的运行时间。排风温度的变化范围為(wèi) -9.01℃~ -18.39℃，平均排风温度為(wèi) -14.71℃。大大降低了排风温度，有(yǒu)效地回收了排风的热量。真正起到了节能(néng)减排的目的。

2.1.2 热管热泵低温热能(néng)回收机组运行期间回收的热量

热管热泵低温热能(néng)回收机组对排风的热量进行二次回收，并对新(xīn)风进行二次预热。进而实现用(yòng)回收的热量加热新(xīn)风，实现节能(néng)减排的目的。图3是系统运行期间各机组的制热量随时间的变化情况。从图中可(kě)以看出，热管热泵低温热能(néng)回收机组的制热量在2.10 kW~2.28 kW之间变化，测试期间平均制热量為(wèi) 2.20 kW。热泵的制热量在 1.85 kW~2.03kW 之间变化，测试之间平均制热量為(wèi) 1.95 kW。热管的制热量在0.23 kW~ 0.30 kW 之间变化，测试期间平均制热量為(wèi) 0.25 kW。从以上分(fēn)析可(kě)以看出，此系统热回收效果显著。

2.1.3 热管热泵低温热能(néng)回收机组运行期间热回收效率

热管热泵低温热能(néng)回收机组运行期间热回收效率如图 4 所示。从图中可(kě)以看出，热管热泵低温热能(néng)回收机组在运行期间的热回收效率在72%~92%之间变化，平均热回收效率為(wèi) 83%，热回收效果显著。进一步说明了此设备真正起到了节能(néng)减排的目的。应用(yòng)前景较好。

2.1.4 运行能(néng)耗及经济分(fēn)析

依据实验绘制系统运行期间耗電(diàn)量如图 5 所示。从图中可(kě)以看出，采用(yòng)電(diàn)加热器為(wèi)新(xīn)风加热每天平均耗電(diàn)量為(wèi)0.61 kWh，而采用(yòng)热管热泵低温热能(néng)回收机组预热新(xīn)风每小(xiǎo)时平均耗電(diàn)量為(wèi) 0.48kWh。可(kě)以节省 22% 的运行费用(yòng)。

3 结论

本文(wén)主要论述了实验的研究原理(lǐ)及根据实验数据的分(fēn)析，总结出了热管热泵低温热能(néng)回收机组的运行特征和实际运行效果。通过计算及分(fēn)析得出：

1）热管热泵低温热能(néng)回收机组运行期间，当室外温度在-17.94℃~ -28.98℃之间变化，平均气温為(wèi) -22.97℃。通过此机组可(kě)使送风温度控制在3.72℃~16.53℃之间，平均送风温度為(wèi) 11.35℃，满足新(xīn)风预热要求，并能(néng)很(hěn)好地解决冬季寒冷地區(qū)新(xīn)风机组冻裂的问题，延長(cháng)在寒冷地區(qū)新(xīn)风机组的运行时间。通过此机组排风温度的变化范围為(wèi)-9.01℃~ -18.39℃，平均排风温度為(wèi)-14.71℃。大大降低了排风温度，有(yǒu)效地回收了排风的热量。真正起到了节能(néng)减排的目的。

2 ）热管热泵低温热能(néng)回收机组的制热量在2.10 kW~2.28 kW 之间变化，测试期间平均制热量為(wèi) 2.20 kW。从以上数据可(kě)以看出，此系统热回收效果显著。

3）采用(yòng)热管热泵低温热能(néng)回收机组预热新(xīn)风每天平均耗電(diàn)量仅為(wèi) 0.48 kWh。如采用(yòng)常规的電(diàn)加热器為(wèi)新(xīn)风加热，每天平均耗電(diàn)量為(wèi) 0.61 kWh。进而可(kě)以节省 22% 的运行费用(yòng)。

4）热管热泵低温热能(néng)回收机组在运行期间的热回收效率在 72%~92% 之间，平均热回收效率可(kě)达 83%，热回收效果显著。进一步说明了此设备较好地实现了节能(néng)减排的目标，具有(yǒu)较好的应用(yòng)前景。