淺談熱管技術在空調設備中的應用

孫俞+付強

摘 要：隨著生活水平的逐漸提高，空調設備在人們日常生活中得到了廣泛應用。空調的應用改善人們居住環境，實現建筑內部保溫防熱，使居住舒適度得到提升。但環保意識的提高以及人們需求量的增加要求尋求新的技術措施，以實現空調設備的節能降耗，促進其運行效率提升，為空調應用質量提高提供保障。使用熱管技術能夠充分滿足以上需求，使空調應用效率提高，有利于實現空調行業的可持續發展，因此要對熱管技術進行詳細分析，探討其在空調設備中的具體應用方式。

關鍵詞：熱管技術；空調；原理

在空調設備中，熱管技術通過熱管換熱器實現熱量的吸入和放出。熱管換熱器使用傳熱元件——熱管作為制作材料，在熱管技術應用過程中，應用特殊方式對熱管進行制作，使其成為能夠為空調設備應用提供服務的換熱器。通過熱管技術的應用能夠使傳熱效率得到提升，有利于提高能量的傳送與轉化能力，使空調設備運行水平提升。以下將對熱管技術應用原理進行闡述，分析其在空調設備中的應用方式與價值，為熱管技術的推廣提供條件。

1熱管技術概述

1.1發展

隨著工業技術的不斷發展，相關研究人員逐漸認識到材料性能對其導熱能力的影響，認為材料導熱系數越高，其傳熱能力越高。但在長期實踐中人們發現，這種理論在一定程度上無法實現。例如，在航天航空工作中，為實現傳熱性能的提升，選取了具有極高導熱系數的銀或銅等材料，但其傳熱能力并沒有達到預期水平，與該理論不符，且不能為航空設計方案提供有效傳熱措施。為滿足航空工程中對傳熱能力的要求，一種新的傳熱技術開始出現，這就是熱管技術。熱管技術使用熱管這一元件實現熱能傳遞，通過熱管技術能夠實現對流換熱，使換熱能力得到強化，從而提高換熱性能，滿足航空需求。隨著對熱管技術研究的不斷深入，該技術不僅在航空領域應用廣泛，還在其他需要進行熱能轉換的行業中得到推廣與應用。這種技術的出現使導熱研究水平得到了極大提升，但導熱工作依然有很長一段路要走，如何進一步降低導熱過程中產生的能量損耗，提高導熱效率，始終是相關研究人員不能放棄的工作。使用熱管技術能夠為其研究的深入提供條件，因此要不斷研究熱管技術，使其結構得到優化、生產質量提升、使用壽命得到延長，為熱管的推廣與普及提供基礎。

1.2工作原理

熱管性能的特殊決定了熱管技術的應用方式，在其應用過程中，熱管內腔中為真空狀態，因此根據實際需求的不同，可以在其內部填充工質，并將其密閉，形成單體，實現對溫度的控制。這種單體就是熱管元件。熱管換熱器由熱管元件組成，根據促成元件的工藝不同，換熱器傳熱效果和規格也會產生不同。因此在應用熱管元件組成換熱器時，要全面考慮其具體使用條件，并根據實際溫度需求對設備進行合理選擇。熱管元件根據其性質不同，通常能夠分為絕熱端、冷端和熱端這三個部分。其中，熱端能夠實現熱量的傳送，在傳熱過程中，通過管壁，其外熱源能夠成功向工質傳送，工質受到熱量影響，其中液態會轉化為汽態，在這一階段，工質實現熱量的吸收。在汽態向冷端流動時，會再次轉化為液態，并實現散熱工作，同時液態向熱端流動，在熱管換熱器工作過程中，該狀態將無限循環，這一過程實現了熱能的交換。熱管結構能夠隨著所應用設備的不同而進行改變，從而符合環境條件。

2熱管技術在空調設備中的應用

2.1熱管在送排風機組巾的應用

利用熱管技術時，需要滿足我國有關能源政策的要求，還要結合社會當前的發展形勢以及用戶的要求，要滿足可持續發展的要求，還要開發節能技術，使熱能可以回收利用。將熱管元件制成節能機組，可以提高送排風機組的性能，也可以提高直流系統機組的效能。在直流系統機組中，利用回收熱能以及排除余溫技術，可以提高系統的排熱效果。將熱管應用在送排風機組中，主要是利用了排風與送風的溫差效果，將熱管作為系統的換熱原件，可以提高送風的溫度，也可以增強能源的回收利用率。排風機可以將含有室溫的空氣通過熱管排出室外，還可以將室外低溫空氣利用冷端傳送到室內環境中。熱管元件的冷端，主要是利用工質汽化反應，將排風機中的熱量通過汽化換熱轉變其形態，使熱管內的工質從汽態轉化為液態，通過循環反應回流到冷端，然后將室內空氣溫度中的熱量進行回收利用，這‘過程具有節能的意義，實現了排風機組運轉的環保性以及可持續發展性，利用新風加熱，可以利用空氣循環調節室內的溫度，達到換熱的目的。

2.2熱管在送排風機組的結構及應用效果

實際證明，熱管元件具有較高的導熱能力，而且結構緊湊，簡單可靠，操作方便等特點，因此，給熱管技術的推廣應用提供了方便條件。隨著能源的日益緊張和能源成本的不斷提高，人們對新型高效的換熱設備和熱回收設備日趨緊迫，因此，開發熱管技術的應用，研制熱管節能設備也是節約能源的一項重要措施。熱管節能設備的產品結構比較特殊，筆者對這類產品的工作原理以及實際應用效果進行了分析與研究，發現熱管節能產品是利用排風和送風之間的溫差，采用低溫熱管為換熱元件，經潛熱效交換，提高送風溫度，從而滿足使用要求，達到節能目的。當室內空氣通過排風機，將室內空氣經由熱管換熱器的熱管熱端排出室外，這時熱管熱端管內工質蒸發（吸熱）自然流向熱管的冷端，使室內排出空氣的熱量回收。當室外新風，通過送風機，將室外新風經由熱管的冷端，這時冷端管內工質由汽態凝結為液態（放熱），自然回流到熱管的熱端，從而使新風加熱，再經加熱器，進行二次加熱，送入被調房間，最終達到換熱節能的目的。室內排風經過熱管換熱后會出現溫度下降的情況，其中空氣中的水汽過濾凝結放出潛熱，與此同時室外新風溫度出現上升趨勢，室內排風中的熱量被回收，室外新風經等濕加熱，可以吸收大量的濕，從而除低了室內的相對濕度。新風吸收這部分潛熱，提高送風溫度，又降低加熱段的熱負荷，達到了節能除溫的目的。該機組的關鍵技術問題，在于如何處理和解決熱管在冬季運行中，熱管冷端的結霜問題。如果在冬季運行過程中，一旦發現熱管冷端出現結霜現象時，這時可打開調節閥來調節新風通過熱管冷端的比例，使室外冷空氣直接經過加熱器，將新風加熱到預定溫度，送到室內，從而減少冷負荷，并達到除霜的目的。

所以，將熱管技術應用在空調設備中，需要根據不同的應用環境，對排送風機組進行調整。在設計的過程中，要以經濟節省為原則。根據有關標準規定，熱管換熱器，潛熱交換率為60%，據不完全統計，以單臺每小時處理風量為3萬立方米的熱管送排風機組為例，每年可節約0.4mpa蒸汽800～900噸，折合人民幣10萬元。另外，由于該機組在冬季運行可達到除霧去濕的目的，從而避免了車間圍護結構的損壞，每年可節省車間修復費用10萬～20萬元，同時為車間生產創造了一個良好的生產環境，保證了產品質量并改善了工人的工作條件，有益人身健康。

3結語

通過分析發現，熱管技術是種有效的熱能轉換技術，其利用熱管這一特殊元件，實現了能量的轉換以及循環利用。將熱管技術應用在空調設備中，呵以提高空調的性能，也可以提高空調使用的環保性。應用熱管技術，可以制成熱管換熱器，通過改變熱管元件結構，可以形成不同溫度等級的熱管送排風機組。熱管可分為三段，即熱端、冷端以及絕熱端，這三段可以形成無限循環的能源轉換形式，而且可以提高能量的利用率，具有節能環保的多重意義。應用熱管技術，可以延長空調設備機組的壽命，這一技術對我國導熱強化研究也有著促進作用。

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