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1、热管技术介绍,什么是热管热管在能量回收中的应用 HRM三维热回路热管 热回收热管的除霜 热回收热管应用范例DHP除湿热管 除湿热管构造和设计 除湿热管的应用新风处理和中性风的概念 除湿热管和热回收热管的组合,什么是热管 ?,热管是一种高效的热导体.它由两种基本部件组成: 1) 一个密闭的容器 2) 一种工作介质,热管是一个封闭的结构,传统的热管是一个密封真空的管子， 里面充有可以产生相变的介质,这就是一个热管,热管两端气流的热交换,因为热管利用了蒸发和凝结过程中的汽化潜热来输送能源,热管的传热速度和传热量是同体积金属的几百倍,特性概要,由潜传热意味着热的传导率要比实心铜棒高400倍 蒸发和冷凝
2、的交换,允许热交换在比较低的温差下进行. 热管在没有吸液芯的状况下,依靠重力回流冷凝液体 热管传热是被动传热, 没有运动部件, 因此: 不消耗能源 不需要维修,不需要备件 工作稳定, 没有顾虑.,热管在能量回收中的应用,HRM热管的应用范围： 在冬天的热回收 在夏天的冷回收 在实际运用过程中的冷回收和热回收,传统的热管，带有倾斜机制，用于季节转换。,Elevation View,倾斜机制所带来的问题需要电力，电线，控制热管的安装费用增加气流的截面积增加需要有机械维修需要使用灵活的管道连接，从而导致管道容易开裂和泄漏,HRM三维热回路热管,美国热管专利技术：3-D 的热回路 可以使并排的气流在双
3、方向进行交换水平放置热管冷热气流可以从左右任意侧通过自动季节交换,室外,室内,热的室外空气,冷的供风,冷的室内空气,热的排风,夏季工况,室外,室内,冷的室外空气,热的供风,热的室内空气,冷的排风,冬季工况,热管在并排水平面的气流,热管在并排垂直面的气流,HRM热管的灵活布置,效率,能源效率=,转化能量的总数 理论上可被转化的最大能量,温度效率=,一段空气流的温度变化 进入两段空气流的温度差异,热管效率,（效率和热管的排数以及迎面风速有关）,逆流与平行流的对比,这是逆流,逆流的效率要比平行流时高出许多！,逆流与平行流的对比,这是平行流,逆流 = 效率 = 54 / 100 = 0.56,逆流与平
4、行流的对比,Dry Air 6 Rows 500 FPM,平行流 = 效率 = 46 / 100 = 0.46,逆流与平行流的对比,Dry Air 6 Rows 500 FPM,热回收热管的除霜,约-15或更冷, 在排气的一边会形成冰霜排气温度在大约2 左右就开始结霜 结霜后热管在结霜处阻力增加,换热效果下降,直至大面积结冰,热管不工作为止.,在寒冷天气的运作,提供进风 约-15或更冷,排风 约2.2 或更凉快,冰霜控制,没有冰霜控制,例子:6 排 英寸 的管12 FPI 标准页片1.5mFH x 1.5mFL每侧,当排风的温度达到 2 或 低于2 , 在热管表面排风 的一边可能会有冰霜形成,
5、Plan View,冰霜控制,SUPPLY,15,400 CFM Through Heat Pipe -23 ,2 Sat.,21 17000 m3/h,-5 混合的出口温度21000 m3/h,送风,排风,2. 旁路风闸用于冰霜控制,5,600 CFMBypassed AroundHeat Pipe-23 ,128 kW,128 kW,注意: 166 kW 没有控制 128 kW 有旁路控制 38 kW 用于将排放出口温度从 -1.6 提高到 2 ,净能源回收: 128 kW,3. 送风预热的冰霜控制,74 kW -23 到 -13 提供预热 54 kW -13 到 -5 在热管内 74 k
6、W -5 to 5 在热管内 689 MBH 总计,冰霜控制,注意 74 kW 供应预热是保留在送风内的,净能源回收: 54 + 74 = 128 kW,4. 排风预热的冰霜控制,128 kW 21 to 2 在热管内 100 kW 21 to 38 排风预热 228 kW 总计,冰霜控制,-在热管内- 128 kW -23 to -5 100 kW -5 to 9 228 kW 总计,注意 100 kW 排风预热成为补充供热,净能源回收:128 kW,冰霜控制,能源比较:无论使用这3种控制冰霜方法中的任何一种，从排风中回 收热量的数量是一样的。如果使用送风预热或排风预热，预热的能源会供给新风
7、。,室外,室內,旁路风閘的控制有两种：简单的2位置开关控制无级变化的可调控制,防止霜冻 - 在送风一边的旁路风闸,直接加热排风侧的上端预热送风测的上端去除送风中的杂质,防止霜冻加热器,防止霜冻- 减少排数 (比如, 用4 排代替 6 排),节省热管的费用降低空气压力降无需旁路风闸可以提供的节能量仍是可观的,冷凝水的收集和排放通常热管的两侧的下部都要装有集水盘和排水管，用于收集可能出现的冷凝水。该集水盘还有利于热管的清洗。,HRM热回收热管应用范例,应用实例,范例一：装在空调箱内,热管,排风风扇 - 抽风式 送风风扇 - 鼓风式 从送风到排风之间完全隔绝，没有交叉漏风,平面图,排风,送风,热管式
8、能量回收机组,组合式机组，各个功能段可以自由组合，根据客户要求选择配置,完全密封设计，不会造成交叉感染,安装设计均比较方便,Installing Heat Pipes in an air handler,为得克萨斯州圣安吉洛的安吉洛州立大学设计的热管,DHP除湿热管,帮助冷盘管除去更多的水分,相对湿度,为什么要控制它？舒服健康保护建筑和建筑物内的物品满足很多工业或过程处理的要求,健康问题源于湿度和室内空气质量,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,% Relative Humidity,室内湿度对健康的影响,状态条变窄表示影响减弱,霉菌,病毒,真菌,螨虫,呼吸道感染
9、,过敏性鼻炎,化学交叉感染,臭氧副产物,最佳区,相对湿度 （%）,用传统的方法控制湿度,标准的空调过冷和再热干燥系统,热且非常潮湿的空气,标准冷盘管,过度潮湿的空气,被抽去的水份,标准空调在又热又湿的天气,27/70%,13/95%,标准空调是能除湿的,加大的冷盘管,过冷后的空气,更多水分被抽去,过冷方法能除去更多的水分,非常热及潮湿的空气,27/70%,10/95%,加大冷盘管，增加除湿,10 /95%,加大的冷盘管,过冷后的空气,过冷的空气再热,27 / 70 %,再热盘管,舒适空气,15.5 / 65%,非常热及潮湿的空气,更多水分被抽去,过冷后再热，增加舒适度,过冷后的空气,使用热管后
10、增大了表冷器产生的冷凝水量,表冷器,27 ,21 ,10 / 95%,15.6 / 65%,湿热的空气,更多水分被抽去,干燥舒适的空气,热管的作用,热管预冷段,热管再热段,预冷后空气,这就是除湿热管,使用热管后，除湿量大大增加,湿热的空气,热管预冷段,表冷器,干燥舒适的空气,预冷后空气,热管再热段,过冷后空气,传统式空调的能量分配,40,50,60,70,80,90,100,110,120,40,50,60,70,80,相对湿度(%),10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,EA,LA/SA,饱和冷空氣,(95%相对湿度),冷盘管除去的水份,冷盘管的冷量,干球温
11、度(F ),加热管后冷盘管除水量,总冷量,LA,SA,EA,热管的预冷量,热管的再热量,加了热管后的能量分配,干球温度(F ),除湿热管的构造和设计,DHP-F 标准除湿热管,客户把空调箱运送到厂方，在厂里制造，安装,DHP-U U形除湿热管,通常在水冷系统上安裝多数为OEM 应用 或为空调改造,客户订制 客户安装,DHP-B 综合盘管,冷却盘管、热管合成生产,冷盘管整体更换 给空调厂商OEM,将热管和冷盘管做在一起,熱管,RDHP 除湿热管,再熱,Pre cool,应用 通常在管道上安裝,标准热管的尺寸(mm),排数,冷却盘管,E,排数,E,除湿热管特性,不需要能源, 由冷盘管驱动. 和传统
12、的制冷加再热相比, 净节能可达约30%. 降低了制冷量 = 减小了冷水机组和压缩机组. 容易安装. 没有运动部件,不需要维修,不需要备件,投资和回报,投资热管带给用户的是好的 IAQ (室内空气质量)投资回报的时间是和现有的加热设备相关:,对于热水或是蒸汽加热的,回报时间要略长一些, 大约在2-4 年.,电加热: 一般比较快的回报时间 12 月, 这还和地区的电费以及运行时间的长短有关,除湿热管的应用,DHP热管应用于,1. 冷水系统 2. 冷媒系统,回风和新风的混合,一排DHP系统,两排DHP的系统,1.6-2.8 预冷/ 再热,2.8-4.5 预冷/ 再热,- 干燥送风管道系统 - 湿度降
13、低 - 节省再热,1. 冷却水系统,好处,100%新风系统,1. 冷水系统,两排系统 4.5-6.7 ,一排系统 2.8-4.5,提供中性风 养老院，宿舍等 在走廊和公用地方的新风机 酒店 100% 新风系统- 医院，实验室等,- 干燥管道系统 - 节省能源 - 设备体积减小,好处,2. 冷媒系统,分体式的冷媒系统整体式的冷媒系统,- 降低 SHR (0.6) -干燥管系统 - 节省再热,好处,典型的一排系统要注意机器的静压力,新风处理和中性风的概念,外界的风不总是新风!,新风的处理是个挑战费用太大 !, 中性风的概念 中性风就是经过冷却和除湿的新风, 然后再进行加热。 温度一般在 2022C
14、, 相对湿度为50% - 不会增加空间的负荷- 用热管比较容易完成,预冷热管,再热热管,风量m3/h 6000,干球温度35 ,湿球温度25 ,相对湿度45%,27.2 ,22.8 ,70 %,盖恩斯维尔 100% 新风机,BTUH,5.1,TON,61K,2 排 12 FPI,冷凝 : 13 kg/h,12.8 ,12.6 ,98 %,20.7 ,16.1 ,60%,4.63kw,4.63kw,“中性风”,20.7 离开再热热管 + 0.8 通过风机加热 + 0.5 风道传热 =22 离开风口 进入22 空调空间 = 不给室内系统增加负担,应用实例：圣路易斯顶点娱乐场Pinnacle Casino St. Louis 2007 开业,
