圖1 西藏地區(qū)熱管的應(yīng)用，利用熱管導(dǎo)出地下的熱量，防止地下凍土層融化導(dǎo)致沉降而使鐵軌變形

1引言

熱管自20世紀(jì)60年代發(fā)明至今，因其優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，已經(jīng)逐漸應(yīng)用于航天、核能發(fā)電、通風(fēng)熱回收等領(lǐng)域。

熱管是靠自身內(nèi)部液體的相變來實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的傳熱元件，在抽成真空的管子里充入適當(dāng)?shù)墓ぷ?/span>液，再將其兩端密封，在工作時(shí)，熱管的一段受熱，內(nèi)部的液體發(fā)生相變，由液體變?yōu)?/span>氣體，氣體在溫度低的一端冷卻成液體流到受熱端完成循環(huán)。

2熱管在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1常規(guī)熱管熱回收系統(tǒng)：

空調(diào)系統(tǒng)常常使用的熱管作為熱回收器，利用熱管絕佳的傳熱性能，冬季回收排風(fēng)中的熱量加熱新風(fēng)，夏季回收排風(fēng)中的冷量冷卻新風(fēng)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。（見圖2）

圖2 熱管熱回收器工作原理（冬季）

2.2 熱管除濕系統(tǒng)

2.2.1常規(guī)空調(diào)除濕。

空調(diào)系統(tǒng)中，一般使用直接蒸發(fā)盤管除濕，溶液除濕，轉(zhuǎn)輪除濕，表冷器冷卻除濕等方式為空調(diào)系統(tǒng)除濕，而前三種除濕方式因除投資高，運(yùn)行費(fèi)用高等缺陷，只在一些特殊的工業(yè)場所使用，現(xiàn)在最常使用的除濕方式是表冷器除濕，空調(diào)系統(tǒng)在為整個(gè)建筑供冷的同時(shí)，除去空氣中的一部分水蒸汽。

在中國 華南地區(qū)尤其沿海地區(qū)，夏季常常悶熱潮濕，常規(guī)的中央空調(diào)機(jī)組進(jìn)出水溫度為7℃/12℃，進(jìn)出風(fēng)溫度為27℃/15℃，對于一般的規(guī)格較低的商用建筑，15℃左右 的出風(fēng)溫度已經(jīng)滿足日常使用，但是，對于高端的辦公樓、酒店、商場等場所，15℃的出風(fēng)往往不能滿足除濕要求，如果滿足除濕要求，必須要增大表冷器冷卻面積降低出風(fēng)溫度，而較低的出風(fēng)溫度舒適度非常低，很多項(xiàng)目通過增加一級加熱（電加熱或蒸汽加熱）來提高出風(fēng)溫度，這樣整個(gè)系統(tǒng)不僅復(fù)雜，增加初投資，而且，運(yùn)行時(shí)能耗非常高，不能滿足節(jié)能減排的要求 。

以某辦公樓為例，辦公樓采用全空氣系統(tǒng)，夏季運(yùn)行時(shí)，回風(fēng)通過初級過濾進(jìn)入表冷器冷卻和除濕，經(jīng)過降溫和除濕的空氣由于溫度較低不能滿足舒適度要求，所以表冷器后設(shè)置加熱器加熱空氣，使空氣狀態(tài)點(diǎn)達(dá)到舒適干燥的要求 。(見圖3)

圖3 某高檔辦公樓空氣處理機(jī)組結(jié)構(gòu)

2.2.2熱管除濕技術(shù)

普通空調(diào)機(jī)組夏季的空氣處理過程是外界濕熱的空氣通過表冷器除濕降溫變成干冷的空氣。熱管除濕技術(shù)（如圖4）是利用熱管良好的熱傳導(dǎo)性能，把熱管的兩端放在空調(diào)機(jī)組表冷器進(jìn)出風(fēng)兩側(cè)，空氣被處理時(shí)，先流過熱管的冷卻端，冷卻端預(yù)冷空氣和進(jìn)行一部分除濕，同時(shí)冷卻端被加熱，熱量傳遞到另一端。然后被預(yù)冷和除濕的空氣流過表冷器進(jìn)一步除濕和降溫變成干冷的空氣，然后干冷的空氣在流過熱管的再熱端，再熱端通過來自冷卻端傳遞來的熱量加熱干冷空氣，同時(shí)再熱端被冷卻。舒適度較差的干冷的空氣被再熱端加熱成舒適度接比較高的溫和的干空氣。（見圖4）

圖4 熱管除濕機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖

下面舉例熱管熱回收機(jī)組的工作過程，如圖5，6，7，8，新風(fēng)（狀態(tài)80oF，27℃，75%）經(jīng)過熱管冷卻端，熱管內(nèi)的液體受熱變?yōu)闅怏w，流經(jīng)熱管空氣被冷卻和除濕（狀態(tài)70oF，21℃，70%）?？諝?/span>再流經(jīng)表冷器被處理成機(jī)器露點(diǎn)（狀態(tài)50oF，10℃，97%），此狀態(tài)點(diǎn)空氣溫度較低，如果直接送到室內(nèi)舒適度非常差，所以經(jīng)過表冷器處理的空氣再流經(jīng)熱管的再熱端，在次被加熱成舒適度較高的狀態(tài)點(diǎn)（狀態(tài)60oF，16℃，67%），同時(shí)熱管內(nèi)的氣體被冷卻成液體，冷卻后的液體在重力作用下流回冷卻端進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

圖5 除濕熱管的核心構(gòu)造

圖6 熱濕空氣經(jīng)過熱管冷卻端，熱管內(nèi)R134a液體被加熱成氣體

圖7 空氣通過表冷器被進(jìn)一步冷卻成機(jī)器露點(diǎn)

圖8 被表冷器處理成干冷的機(jī)器露點(diǎn)的空氣經(jīng)過熱管再熱端，熱管內(nèi)R134a氣體被冷卻成液體

3結(jié)語

熱管除濕技術(shù)現(xiàn)在正在低緯度的高溫高濕地區(qū)推廣使用，在東南亞的許多新建廠房和辦公樓中已經(jīng)逐漸作為標(biāo)準(zhǔn)配置。但是，這在我國應(yīng)用案例較少，像海南、廣州等地區(qū)非常適合使用此熱管技術(shù)，且生產(chǎn)熱管熱回收的廠家通過簡單改變生產(chǎn)工藝就可以生產(chǎn)除濕熱管，易于制造和大規(guī)模生產(chǎn)，造價(jià)低廉，所以熱管除濕技術(shù)是一種低成本，無能耗卻能提高舒適度的空調(diào)方式。

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