浅析热管热回收技术在医疗建筑空调系统中的应用
空调系统的热回收技术研究与应用
空调系统的热回收技术研究与应用当今，随着全球气候变暖问题日益凸显，对于节能减排的需求也日益迫切。
在这样的背景下，空调系统的热回收技术成为节能减排领域的研究热点之一。
通过对空调系统中废热进行回收利用，不仅可以提高能源利用效率，还可以减少对环境的污染，实现可持续发展的目标。
一、空调系统的热回收技术概述空调系统的热回收技术是指通过各种设备和技术手段，将空调系统中产生的废热进行回收利用的过程。
目前，主要的热回收技术包括空气热泵技术、水源热泵技术、排烟热回收技术等。
这些技术在回收利用空调系统中的废热的同时，还可以提高系统的能效比，减少运行成本，实现节能减排的目的。
二、空气热泵技术在空调系统热回收中的应用空气热泵技术是一种利用空气中的热能进行换热的技术。
在空调系统中，通过安装空气热泵设备，可以将空调系统中产生的废热转化为热水或热风，实现能源的回收利用。
空气热泵技术具有设备投资少、运行成本低、适用范围广等优点，因此在空调系统的热回收中得到了广泛应用。
三、水源热泵技术在空调系统热回收中的应用水源热泵技术是一种利用地下水或湖泊、江河等水源进行换热的技术。
在空调系统中，通过安装水源热泵设备，可以将空调系统中产生的废热转化为热水或热风，实现能源的回收利用。
水源热泵技术具有能效高、环保性好等优点，因此在空调系统的热回收中也得到了广泛应用。
四、排烟热回收技术在空调系统热回收中的应用排烟热回收技术是一种利用空气中的热能进行换热的技术。
在空调系统中，通过安装排烟热回收设备，可以将空调系统中产生的废热转化为热水或热风，实现能源的回收利用。
排烟热回收技术具有能效高、运行稳定等优点，因此在空调系统的热回收中也得到了广泛应用。
五、结语综上所述，空调系统的热回收技术在节能减排领域具有重要的应用意义。
通过对空调系统中废热进行回收利用，不仅可以提高系统的能源利用效率，还可以减少环境污染，实现可持续发展的目标。
未来，随着技术的不断进步和应用范围的不断拓展，空调系统的热回收技术将发挥越来越重要的作用，为建设节能型社会做出重要贡献。
热管热回收在实验室空调系统中的应用探讨
热管热回收在实验室空调系统中的应用探讨
初春玲
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2024(54)5
【摘要】从热管技术分析出发,以某实验室改造项目为例,介绍了采用热管热回收解决结露问题的应用方案,就热管热回收节能性进行了归纳和总结,得到了对于新风量较大的实验室,热管能够兼顾节能和防结露的结论。
【总页数】5页(P139-143)
【作者】初春玲
【作者单位】中石化上海工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK1
【相关文献】
1.热回收在某医院中央空调系统中的节能应用
2.空调冷凝热回收在水疗会所热水制备系统中的应用
3.微热管阵列热回收在空调系统中的应用研究
4.热泵—废热回收在空间站热管理中的应用
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浅谈热回收技术在空调系统中的应用
浅谈热回收技术在空调系统中的应用【摘要】通过对建筑物中排风热量、内区热量及冷凝热量回收装置、原理和特点的介绍，阐明了热回收技术在空调系统中应用的重要意义，指出热回收技术是降低建筑能耗的有效方法。
【关键词】热回收；排风；内区；冷凝在如今倡导低碳经济的背景下，节能、环保成为可持续发展的主题。
在总能源消耗中，建筑能耗占了相当大的比重，而空调系统又是建筑物的主要能耗之一，目前空调能耗已经达到建筑能耗的60%以上，空调系统所消耗的能源总量已超过我国一次能源总量的20%［1］。
随着国家一些节能政策法规的出台，各种与节能有关的新技术应运而生。
热回收技术就是众多节能方法中的一种。
建筑物中有可能回收的热量有排风热量、内区热量、冷凝器排出的热量等。
合理有效的回收这部分热量不仅能降低空调系统本身的能耗，还能减少对室外环境的污染。
本文将分别对这三种形式的热回收方法进行介绍。
1. 排风热回收新风能耗在空调系统中，占较大比例。
国外有关人员统计，新风负荷一般占总负荷的20%～30%，甚至更多。
为保证室内良好的空气品质，不能以削减新风量来降低新风能耗。
因此对排风采取热回收的方法成为降低新风能耗的主要手段。
采用新排风热能回收装置，可节约新风耗能70%～80%，节约空调负荷10%～20%，从而节省空调设备的初投资和运行费［2］。
1.1 排风热回收设备的结构、工作原理及特点。
1.1.1 转轮式（回转式）热交换器。
转轮式（回转式）热交换器是一种蓄热蓄湿型的热交换器，其构造原理及系统如图1所示。
新风和排风分别在两个半部对向通过回转着的转轮转芯部分，转芯是用石棉纸、铝或其他材料制作的，呈蜂窝状（其中波纹板的峰高大致在1.6~2.6mm），它蓄纯着从排风中获得的能量，当转向另一侧时，这些能量为新风所带走。
石棉纸等基材上浸涂溴化锂吸湿剂，以使石棉纸等材料与空气之间不仅有热量交换，而且有湿交换，大大提高了热回收效率。
转轮式（回转式）热交换器的优点是：（1）阻力较小；（2）热交换效率较高；（3）具有自净作用不易堵塞。
谈热管技术在通风空调节能中的应用
谈热管技术在通风空调节能中的应用摘要: 近年来,热管换热技术在建筑通风空调节能方面的研究得到广泛关注,本文通过考察建筑通风空调能流特征,介绍了热管换热技术在通风空调中用于废热(冷)回收的应用方式。
对热管的结构形式、热管传热的影响因素、工质的选择进行了分析。
关键词: 通风; 空调; 热管; 节能中图分类号：te08 文献标识码：a 文章编号：引言：早在1942年，gauler就曾提出热管技术原理。
热管是用综合液体蒸发、冷凝和毛细管现象设计的。
热管理论是在1965年有cotter首次提出较完整的理论的。
热管的结构主要有外壳、吸液芯和工作液组成。
本文对热管技术在通风空调工程节能应用中出现的一般性问题进行较系统的分析,为实际工程应用和设计提供参考。
1、通风空调的能流特征采用集中式空调的建筑物，为了保证室内空气品质,要进行适当的新风置换，小型建筑物主要通过门、窗自然排出、渗入,而大型建筑物往往设集中排风、新风系统。
建筑物通风空调废热(冷)具有以下特点:(1) 排出的空气状态参数接近室内空气的温、湿度，对于大型建筑物，排出的废热(冷)相当于总负荷的30% ~40%。
(2) 排风中的废热(冷)与新风处理所需能源品位比较接近。
(3) 排风中的废热(冷)与新风处理能源需求在时间上完全同步,如果通过热交换方式回收排风中的废热(冷)则无须增设复杂的蓄热装置。
2 热管技术在通风空调节能中的应用2.1 热管技术在通风空调节能中的优势热管换热器与其他形式的换热器相比，用于通风空调能源回收的热管属于常温热管，具备以下优势: （1）传热效率高。
热管换热器主要通过工质相变传热,具有很高的轴向传热能力,在小温差传热方面具有很强的适应性。
但径向传热并无太大的改善,应重点考虑径向传热强化。
（2）环境适应性强。
热管换热设备的冷凝、蒸发段的结构设计和空间布置非常灵活,特别适应空间狭小和改造工程等情况下的排风废热(冷)回收。
（3）管壁温度具有可调性。
总结：热管余热回收技术可应用的领域
总结：热管余热回收技术可应用的领域
热管余热回收技术，主要依热管换热器来实现的。
热管换热器是由数根的热管组成，在热管管束中间用隔板隔开，热管换热器在作业时，冷流体和热流体在隔板的两端流动，并通过热管进行热量的传递。
热管换热器分为二维、三维、四维热管换热器等。
热管换热器所以能够得到迅速发展，主要是因为热管具有很高的热能传导性，比普通金属传热效率高、速度快，热管换热器还具有良好的恒温性、传热方向可逆转等特点。
其中的热管，固有传热量大、温差小、重量轻、响应速度；在安装时便捷快速，受用寿命长，一般情况下，只需进行简单的维护即可，使用便捷省心。
那么，热管余热回收技术可应用于哪些领域呢？
1、中央空调通风系统的能量回收；
2、食品、药品行业烘干，可以降低二氧化碳的排放；
3、通讯机房、基站、电控柜的散热，完全风冷；
4、可以回收40度到160度之间废水的余热；
5、在南方城市可以用热管用来除湿；
6、可以吸收地热解决铁道冷冻问题；
7、40度到160度的废弃的余热回收。
总体来说，可应用的领域是非常广泛的，基本各个领域都可以用热管余热回收技术来实现节能的效果。
热管节能技术在净化空调系统中的应用探讨
热管节能技术在净化空调系统中的应用探讨摘要：本文对常用空调热回收节能装置进行了介绍及其比较，并对其中的热管的结构特点进行了介绍。
分析了热管技术在净化空调系统中的应用，包括在空气处理机组中提供预冷再热功能的应用、在热回收机组中的应用以及在除湿机组中的应用，可见热管技术的相关应用可取得显著的节能效益。
关键词：热管；热回收；净化空调1 引言随着技术与经济的发展，我国洁净厂房的规模变的越来越大，能源需求随之剧增。
为满足社会对于节能减排的要求，作为其中的能耗大户（净化空调系统），应在工程应用中采取有效的节能降耗措施。
因而研究如何对空调系统进行节能具有十分重要的意义，其中将热管节能技术应用于净化空调系统中是一种非常有效的节能方法。
2 常用空调热回收节能装置介绍及其比较热回收节能方式较多，但归纳起来共两大类：全热回收装置和显热回收装置。
全热回收装置有转轮式换热器、板翅式全热换热器、热泵式换热器等；显热回收装置有中间冷媒式换热器、板式显热换热器、热管式换热器等。
[1] 对各种热回收装置的综合比较如下表所示：净化空调系统要求避免交叉污染的产生，保证生产的安全。
由上表可见，无交叉污染情况的热回收装置，可用：板式显热、中间冷媒式、热泵式及热管式换热器。
在决定具体选用何种类型的热回收装置时，应首先进行必要的技术经济及合理性分析；其次，根据需处理的空气特性选择合适的热回收装置，从而达到用较少的投资，回收较多冷热量的目的。
3热管的结构特点介绍热管，是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量。
热管通常由管壳、吸液芯和工作介质组成，将管内抽成1.3×10-1~10-4 Pa的负压后充以适量的冷媒。
管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段），根据应用需要选择在两段中间是否布置绝热段。
当热管的一端受热冷媒蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。
浅谈热管热回收系统的工程应用
建筑与装饰2021年5月下 179
建筑技术
Construction & Decoration
而且还是由相同气流中不同管排之间的温差实现的，通过热管 两侧气流的温差和同侧气流前后的温差，“三维热管”与使用 相同管径的普通热管相比，能够传输两到三倍的工作液体。传 热能力更大，而占用空间相对更小，空气阻力更低。热效率在 75%以上，使送风温度更加贴近室内环境的送风温度，消除室 内外大温差带来的身体上的不舒适感[3]。
医院空调系统冷水机组热回收可行性探讨.
制冷剂气体 ， 优先通 过热回收冷凝器 ， 将热量传递给被预热的生 活热水 ， 用将 生活热水 预热 ， 作 减少热水机组热消耗 。这其 中一 般分为部分热回收 、 全热回收两大类 ：
（） １部分热 回收
假设一幢建筑面积 １０ ０ 的大楼 ，设 计有 热水 系统和中 ０ ０ ｍ： 央 空 调 系统 ，总 冷 负 荷 为 １０ Ｋ ００ Ｗ，热 水 量 所 需 热 负 荷 为 ６０ Ｗ， ０ Ｋ 冷水 机组采 用螺杆式 冷水机 组 ， 制冷 负荷 为 １０ Ｋ ２ ０ Ｗ， 输入功率为 ２ ０ Ｗ ， ５ Ｋ 热水 由热水燃气锅 炉产 生 ， 夏季 ５ １ ～ ０月制 冷季节采用螺杆 机热 回收 ， 热水额定 温度为 ５ ５度 ， 冷冻水供水 温度为 ７ ， 度 回水温度为 １ 度 ， ３ 热水满 负荷用时 ６ ， ｈ 空调 ２ｈ供 ４ 冷， 通过 技术 原理 、 能耗消耗量 、 经济 效益等方面 比较 采用冷水 机组热回收前后变化 ， 分析热 回收可行性 。
入了节能专篇 ， 以规范节能标准 的实施 。
下面就空调系统冷水机组热 回收对于医院建筑 的可行型展
开分析讨论。 １空 调 系统 冷 水 机 组 热 回 收概 况 ．
空调 系统冷水机组 的形式多种多样 ，主要包括有压缩式制 冷及 吸收式 制冷两大类 ，这其 中压缩式 制冷因为其 制冷效率 突 出、 节省能耗 ， 在工民建筑中使用更为普遍 。压缩式制冷机在 大 型建筑冷水机组 中的应用较 多的是螺杆机 、 离心机。 水～水 电制冷空调 系统是利用逆卡诺式循环原理 ，经过压
・
１ ２・ ２
建 筑 与 路 政
持在 ５ ５ ， Ｏ ５ ℃ 利用压缩机排放的高 温蒸 汽显热与生活用水进行 热交 换加 热 ， 达到节能的效果完全 可行 。 回收的冷凝热只 占到 热
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上海节能No.012018浅析热管热回收技术在医疗建筑空调系统中的应用陆琼文华东建筑设计研究院总院摘要：本文以上海市某医院为例，分析了空调系统中采用热管热回收技术的全年节能情况。
在设计 工况下，热管的排数越多，节能越显著。
从全年运行的角度看，从热管换热器获得的节能量大于因风系 统阻力增加带来的耗电量增加，且管排数越多年节能量越大。
此外，由于管排数增加，也增加了相应的 初投资，延长了静态投资回收周期。
关键词：医院；热管换热器；空调系统；节能；回收周期DOI: 10.13770/ki.issn2095-705x.2018.01.006Analysis on Heat Pipe Heat Recovery Technology Application on Medical Building Air Conditioning System Lu QiongwenEast China Architecture Design Research InstituteA bstract: The article is based on some hospital in Shanghai and analyzes annual energy conservation condition of heat pipe heat recovery technology in HVAC system.Heat pipe has many numbers of rows which means more energy saving potential.From the point of annual operation,when energy saving quantity from heat exchanger is more than electricity consumption quantity due to air system resistance with more numbers of rows.Otherwise,the article points out more numbers of rows mean more investment and enlarges static recovery period of investment.Key w ords: Hospital,Heat Pipe Heat Exchanger,Air-Conditioning System,Energy Saving, Recover Period of Investmenti引言目前，公共建筑已成为工业建筑外的主要能 耗载体。
公共建筑能耗包括供暖、空调、生活 用热水、照明等方面内容，其中供暖、空调约占 50%以上[1]，而在各类型公共建筑中，医院建筑 能耗相对处于较高的水平。
在空调负荷中，新风负荷占了较高的比例。
[作者简介]在新风系统设置能量回收装置，使新风与排风进 行热交换，将排风所携带的冷/热量传递给新风，可有效地減少新风系统的耗冷量/耗热量，是降低 建筑能耗的有效措施之一。
《民用建筑供暖通风 与空气调节设计规范》（GB50736-2012)、《公 共建筑节能设计标准》（GB50189-2015)等规范 均建议在设置集中排风的系统中设置空气-空气能 量回收装置。
陆琼文：（1977-),男，工学硕士，高级工程师，主要从事暖通空调系统设计工作浅析热管热回收技术在医疗建筑空调系统中的应用 陆琼文上海节能2常用的空气-空气能量回收装置在空调热回收系统中，目前较常用的有转轮 式换热器、板式换热器、盘管换热器和热管换热器。
2.1转轮式换热器转轮热回收分显热回收和全热回收两种方式。
显热回收的材质一般为铝箔，全热回收中的材质 为具有吸湿表面的铝箔材料或其他蓄热吸湿材料。
转轮作为蓄热芯体，在旋转过程中排风与新风逆 向经转轮各自释放或吸收热量，完成全热交换。
其优点是热回收效率可达到70%〜80%。
转轮式 换热器需要设置传动机构，需日常维护。
对于排 风中含有害物、有毒物质的场所并不适用。
2.2板式换热器板式换热器分为平板式显热换热和板翅式全 热换热器两种，其优点为结构简单、无传动部件、运行可靠、使用寿命长。
但存在压力损失大，结 构强度不髙，凝结水、结冰现象影响使用寿命等 缺点，它一般适用于风量较小的通风系统。
2.3盘管换热器盘管换热器是一种空气+液体的换热器，由布置在新、排风管道上的两个换热器、循环泵、膨胀箱、排气阀和管道配件等组成。
管道内的传 热液体采用乙二醇或水，传热液体将排风中的热 量通过换热传递给新风。
该系统布置灵活，新排 风系统可分开布置，新风排风介质不接触，安全 可靠。
但由于系统复杂，对日常维护要求较髙，且需经过两次换热，热回收效率较低。
2.4热管换热器热管由蒸发段、绝热段、冷凝段三部分组成，其结构如图1所示。
当热管的一端受热后，吸液 芯中的液体吸收外界热量迅速汽化，在微小压差下流向热管的另一端，在向外界放出热量后冷凝成为液体，液体借助于贴壁金属网的毛细抽吸力返回到加热段，并再次受热 汽化。
如此不断循环，热量就从管的一端传向另 一端。
热管换热器依靠工作液体的相变来实现传 热，换热效率髙且无传动机构，且新、排风介质 不接触，安全可靠。
图1热管结构原理图由于医院建筑排风中含有一定量的污染物，因此公共建筑中常用的转轮热回收系统，很少在医疗 建筑设计中采用。
根据《综合医院建筑设计规范》(GB51039-2014)中的规定[2]，医疗用房的集中空 调系统的新风量不应低于40 m3/h*P或2次/h换气，其新风量及新风负荷占比均髙于办公、商业等一 般公共建筑。
因此，若采用新排风热回收技术，回收部分排风能量，能在一定程度上降低新风能 耗，从而达到节能的目的。
各类换热器之间的性能比较见表1。
为了避免 新风与排风之间的交叉污染，获得较髙换热效率，且系统运行维护简单，医院中采用热管换热器是 一种较好的选择。
本文以上海市某医院设计的通风系统为例，分析医院建筑中使用热管热回收技术的节能性、经济技术性以及设计过程中的注意事项。
3热管热回收技术在医院建筑中的应用分析3.1项目概况表1多种能量回收系统的性能比较效率造价维护占用空间^交叉污染自身能耗系统灵活抗冻能力转轮式换热器髙髙中大有少差差板式显热换热器低低中大无无差中板式全热换热器髙中中大有无差中盘管换热器低中难中无多好中热管换热器中中易小无无差好ENERGY CONSERVATIONFORUM该医院总建筑面积185 000 m2，包括门诊、急 诊急救、住院、后勤综合、感染科等功能。
其中5 层至22层为住院部，建筑面积约57 000 m 2，床位 数为1 200床。
住院部设置集中新风与排风系统， 系统中采用热管热回收技术。
热回收装置在设备 层和屋面集中布置，总新风量184 000 m3/h ，总排 风量160 000 m3/h ，共分为8个子系统，单台热回 收型新排风机组新风量23 000 m3/h ,排风量20 000 m3/h 。
图2为住院楼中某子系统的通风原理图。
3.2设计过程中的注意事项由于热管技术无动力设备，液体工质是依靠 重力或者毛细管力回流至蒸发段，因此需实现全 年热回收的热管热回收器，新排风机组应水平布 置，不可叠放。
在布置机房上应充分考虑设备占地。
热管热回收装置宜设置旁通回路，当新排风 温度不具备热回收条件时，可将新风旁通送入新 风机组。
在北方寒冷地区使用热管热回收装置，宜在 新风入口设置预热段，保证进入热管热回收装置 的新风高于-10°C ，避免出现结冰现象。
本项目位 于上海，因此未增加预热段。
3.3热管热回收节能特性分析在同一工况下，热管换热器的换热特性受热管 排数、换热工质类别以及换热管材料等的影响。
根 据文献，热管换热器的效率与压力损失如表2所示。
表2热管换热器效率与压力损失[3]热管排数/排246810回收效率/%。
3754626872压力损失/Pa306090120150注：①考虑实际使用过程中积灰对传热效果的影响，实际计算效率值 乘以0.90修正系数。
②夏季工况，实际计算效率值乘以0.95修正系数。
根据 AHRI Standard 1060-2011[4]规定，用于空气-空气能量回收通风装置中的空气-空气换热 器的显热效率，可用下列公式计算：nGs(t 2- f 3 )式中，Gs-n m (tl -t 3)-送风质量流量，kg /s ; Gm⑴排风质量流量与送风质量流量的最小值，kg /s ; t1---排风入口温度，C ; t 2—新风出口温度，C ; t3—新风入口温度，C 。
当新风、排风流量不变时，显热效率仅和介 质温度有关。
在已知新、排风流量，新风入口温 度（室外温度），排风入口温度（室内温度）， 可以根据式（1)计算出新风出口温度t2,进而根 据新风流量和新风进、出口温度获得热回收量：65j KQI j图2住院楼中某子系统通风原理图上海节能浅析热管热回收技术在医疗建筑空调系统中的应用 陆琼文上海节能夏季 A 0 = A C ((3-?2) 冬季 A 0 = G ^C (?2 - ^3)(2)(3)由于热管热回收装置存在压力损失，且为了 保护热管需在排风入口侧额外增设空气过滤器， 故实际收益需要扣除该部分造成的风机电量增量：AQPGAP3600 x 1000 xn⑷依据上海市电费标准、天然气标准，结合上 海地区气象资料[5]，笔者计算了全年工况热管热 回收装置的收益情况。
计算过程中有如下假定：1) 每年3月15日〜4月14日，10月15日〜11 月14日为非空调季；2)当新风温度不满足热回收条件时，即夏季室外温度低于室内温度，冬季室外温度高于室内 温度时，开启旁通；3) 供冷工况空调系统综合COP 按3.0取值；4) 供热工况空调系统按燃气热水锅炉作为热源，锅炉效率按93%取值，并假设热水泵扬程为30 m H2O 。
5)非空调季节和新风温度不满足热回收条件时，热管热回收装置会增加风机能耗，增加的运 行费用见式（5)。
冬季运行费用按式（6)计算， 夏季运行费用按式（7)计算，当热回收节能量大 于风机能耗时运行会节省运行费用，反之增加。
外温度情况下的热管运行费用，计算结果见图3。
由图3可知，由于热管热回收为显热回收技术， 新排风温差是主要驱动力，夏季新排风温差小， 热回收装置节能量较少，运行收益为2 167元， 仅占总节能量的3%;冬季新排风温差大，热回 收装置节能量远大于夏季工况，运行收益为68 130元，占总节能量的97°%。
同时，由于采用热 管热回收需要风机提供额外的风机压头，当新排风温度不具备热回收条件或热回收量较小的情况 下，会出现负收益的情况，该部分的总费用约为 8 613 元。