摘要：目前，建筑通风空调方面的能耗与日俱增，能力回收潜力也在慢慢变大，热管换热技术则适宜运用在通风空调能源回收系统之中；和房间空调结合起来，可以直接性的提升系统的除湿效率，从而达到空调系统能耗的节省，最终直接性的提升环境的舒适性。
关键词：热管技术；空调节能；应用分析
空调系统在使用的过程中，有许多的空调回风在经过了相关的冷却或者是进行再热之后就能够作为送风将其送到整个空调空间，这样其他的部分就会全部排到室外，充分的保证了室内空气的质量，在一些气体排出之后，还需要室外新风的补充。但是现阶段通风空调系统在运行的过程中，经常会存在着能源耗费巨大的问题，针对这一现象，有许多的国家已经开始使用热管技术，热管有着结构简单、传热快的特点，在通风节能上具有一定的优势，为我国绿色空调化的道路奠定的基础。
1 热管技术原理
20 世纪 60 年代的美国，LosAlamos 国家实验室的工作人员发明了一种导热元件，这就是热管技术的基础模型。在早期的技术应用中，热管技术被应用在航天与军工领域中，随着市场化的发展，热管技术逐渐进入了散热器制造的商业领域，并取得了较大的突破。而在步入信息化时代后，由于电子设备对散热的刚性需求，使热管技术逐渐进入了电脑 PC 机、手机、游戏机等设备的散热组件中，从而使热管技术表现出了技术应用上的开放性。技术原理方面，热管技术将热传导理论作为基础，在制冷介质的下，展现出了高速率的热传导特性，通过热管将热量迅速的转移到了热源外部，已高过任何已知金属材料的导热水平，表现出卓越的功能价值。从热力学的角度出发，热管充分地利用了相变传热的原理，使热管两端的温度表现出明显的差异性。在管壳、吸液芯、端盖的结构中，热管内部始终保持负压状态，在充入一定低沸点液体介质后，通过吸液芯多孔的结构，介质由热源端通过相变传热的方式将热量向另一端传导。
2?通风空调的能流特征
通风空调在建筑物中是非常重要的，是整个建筑工程中十分重要的组成部分，有许多的建筑物会使用集中式空调，这样就能够充分的保证建筑物内的空气的质量，使空气能够及时的流通，对空气进行新风置换，如果是小型的建筑物，那么只需要窗或者是门就能够将气体进行排出或者是摄入，但是对于一些大型的建筑物，就必须要设置新风系统或者是集中排风系统，因此建筑物的通风空调系统在整个建筑工程当中是非常重要的，可以充分的保证室内空气的清新。在大型的建筑当中通风空调的废冷或者是废热有着以下几个的特点：首先，排风的过程当中，废冷或者是废热和新风处理过程当中所需要的能源是极其接近的。其次在空气排出的过程当中，室内的空气状态参数必须要与实际的湿度和温度标准相接近。尤其是一些大型的建筑物，必须要充分的保证排出的废热或者是废冷占建筑物总负荷的30%左右。最后，在整个排风系统当中，废热或者是废冷的排出，必须要和新风的处理在时间上是同步的，这样就能够通过热交换或者是冷交换的方式来对整个排风系统当中的废热或者是废冷进行回收，在这一过程中并不需要任何的蓄热装置，这就是通风空调的运行特点，在大型的建筑物当中是非常重要的。
3 热管技术工作的优势
在通风空调节能方面，热管技术具有其他技术难以比拟的优点，下面进行详细的介绍。
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3.1 传热的性能相对更好
热管技术主要依靠管内的液体工质的冷热相变达到传递热量的目的，具有很好的轴向传热能力，所以即使在温差很小的情况下也可以进行良好的传热；但值得注意的是，热管技术的性能还并未完全被发挥出来，它在径向传热方面相比较其他传热方式并没有进步，今后的研究可以朝向这个方向发展。
3.2 温度可以人工调节
在利用热管传热时，可以通过单独改变加热段或者是冷凝段的工作面积，进而改变热流的密度，传热的温度也就随之发生了变化。
3.3 拥有热二极管和热开关性能
一般情况下，通风空调使用普通的热管就可以，但它也可以被改装成热二极管或者热开关，使热流只朝向一个固定的方向流动。而且在遇到不利的情况时，可以根据实际需要阻止热量交换，这样就可以降低热量损失量。
3.4 属于二次间壁换热
热管的二次间壁换热的特点可以防止空调机产生的新风和回排风发生交叉污染。使用空调规模比较大的工厂、医院和其他企事业单位可以利用热管的该性能回收冷排风或者是热排风，提高能源利用效率。
3.5 工作环境要求不苛刻
热管的设计相对比较灵活，结构和空间上可以根据实际情况进行改造，适用于在空间比较小的情况下或者需要改造工程的情况下回收排风废热气或废冷气。
4 在通风空调节能中应用热管技术
4.1 热管技术在一次回收空调系统中的应用
在此类空调系统中，只有少数回风会被排出室外，而大部分的回风则与新风混合在室内，从而产生交叉污染。然而，在该系统内安装了热管换热装置之后，可以有效避免新风和回风的混合交叉。以夏天的工作情况为例，当普通空调机装置了热管设备之后，回风就必须先经过蒸发、冷凝、去湿的过程，最后才在冷凝段经过再次升温并送风。经过该处理过程的空调系统的制冷和去湿效能会大大提高，与此同时，还可摒弃再热的负荷，从而节省了空调能耗，使室内的舒适度大大提高。冬季也可以利用热管的加热、放热功能，达到回收排风热能和降低空调耗能的目的。此外，学术界已经有相关研究表明，装有热管换热装置的空调机要比普通空调机的热回收性能显著提高。
4.2 热管技术在新风换气机中的应用
新风换风机主要起到双向换气、热回收以及净化空气的作用，分为小风量和大风量两种。前者主要被用于窗户上，在公共澡堂、浴室比较常见；大风量的由于体积也相对较大，通常被安装在户外或者是顶棚的吊顶内。由于热管的构造简单制作成本相当低，所以一般采用重力管的形式。另外为了便于空间的布局，还可以进一步设置成分离管的形式。所谓的分离管就是把加热和冷凝的部分利用管束分开来设置，用一根上升管和一根回流管就可以联结两组管束，从而形成一个闭环装置。但需要注意的是，由于使用的是重力热管，首先必须将冷凝段放在加热段之上，其次要保证高度差在10cm以上，否则会发生难以回流或者回流不完全的问题。应用于该种机型的热管换热器虽然体积相对较小、重量也不大，但换风效率比较高。此外，气流在换热器内的压力损失很小。经检验，该热管装置在新风换风机中综合表现优良，为 实际的工程应用提供了极大的便利，因此热管技术在现有的工程领域已经有了广泛的应用。
结语：
在空调的制冷系统中，冷凝器通过做功换热，将高温高压的气态制冷剂与外界的空气做热交换，将其变为低温的液态形式，如果任由这部分热量通过冷凝器排放至冷却介质即自然环境中，会对室外环境造成热污染，加重温室效应。这部分热量也会增加空调冷凝器的热负荷，如果将这部分热量回收起来，可以有效减少环境热污染，也可以减轻空调热负荷，将会带来非常大的环保效益。若将这部分热量进行再利用，如作为生活用水的热源，还能节约部分用于加热生活用水的能源，带来较为可观的经济效益。
参考文献：
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[2] 黄建刚 , 吴青青 . 热管技术在中央空调系统中的应用 [J].科学咨询 ( 科技·管理 ),2015(04):51-52.
[3] 李玉娜 , 范晓伟 , 朱彩霞 . 空调系统中热管技术的应用[J]. 中原工学院学报 ,2007(02):17-19+27.
论文作者:张性平
论文发表刊物:《防护工程》2019年18期
论文发表时间:2020/1/13
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