最终版热管热泵低温热能回收机组实验研究与分析.doc

热管热泵低温热能回收机组的实验研究及分析 张淑秘1，2 （1吉林大学汽车学院，吉林省，长春市；2长春建筑学院城建系，吉林省,长春市，130607） 摘要：通过实验，研究了在空调系统中采用热管热泵低温热能回收装置的经济性及可行性。 关键词：严寒地区；热管热泵；低温热回收；节能环保 中图分类号：TU96+2 文献标志码：A 引言 随着经济持续快速发展，人民生活的水平不断提高，空调普及率在逐年提高，其能耗也在不断增长。而空调系统在运行时有大量余热的浪费。如何减少空调能耗越来越引起人们的重视。在在空调系统中采用热回收装置，可以有效的回收排风中的冷热量，并用其对室外新风进行一定的预处理，从而可以实现在不增加能耗的情况下增大室内的新风比，提高室内空气品质，减少加热新风所需的能量，降低机组负荷，提高系统的经济性，达到节能和环保的双重目的。由于严寒地区的新风机组在冬季运行时，经常发生冻损事故，以致不能保证室内空气品质[1]。为解决此问题，将热管热泵低温热能回收机组应用于空调新风机组，充分利用建筑物的排风预热新风，从而可以较好地提高新风机组入口的新风温度，有效地延长了新风机组在整个采暖期的运行时间，解决热泵机组、新风机组在严寒地区冬季运行的冻损问题，保证了良好的室内空气品质。 1热管热泵低温热能回收机组原理 热泵实质上是一种能源提升装置，它以消耗一部分高位能（机械能、电能或高温热能等）为补偿，通过热力循环，把环境介质（水、空气、土壤）中贮存的不能直接利用的低位能量转换为可以利用的高位能。热管式热交换器是一种借助工质的相变进行热传递的换热元件[2]。利用建筑内部热量的手段称为“热回收” [3]。本实验是通过热管热泵联合运行来实现热能回收。 热管热泵低温热能回收机组工作原理如图1所示，包括热管12、翅片管蒸发器2、四通换向阀5、翅片管冷凝器3、节流装置4、压缩机1组合成的热管热泵低温热能回收机组，收稿日期：2011年10月 作者简介：张淑秘（1980年2月-），女，讲师，博士研究生，热泵节能方向研究，（TEL;(E-mail:zhangshumi2006@)与空调房间相连通的新风系统XF及排风系统PF，置于排风管道PF内的热管的蒸发段、翅片式蒸发器和排风机组成排风通道系统；置于 收稿日期：2011年10月 作者简介：张淑秘（1980年2月-），女，讲师，博士研究生，热泵节能方向研究，（TEL;(E-mail:zhangshumi2006@) 图1 热管热泵低温热能回收机组工作原理图 Figure 1 Heat pipe heat pump low temperature heat energy recycling unit work schematic diagram 1—压缩机；2—翅片管蒸发器；3—翅片管冷凝器；4—节流装置；5—四通换向阀；6—液体分离器；7—排风机；8—新风机；9、10 —电动保温风阀；11—联动自控调节风阀；12—热管 2热管热泵低温热能回收机组的实验结果与分析 本实验是在2009-2010年冬季供暖工况下进行的。对所测结果的分析选取整个系统测试期间进行研究，分析热管热泵低温热能回收机组的供热工作性能，对热管热泵低温热能回收机组在整个供热测试期间每天的供热工作性能并对结果进行分析。找出热管热泵低温热能回收机组的节能优越性所在。 2.1 测试期间系统的运行结果与分析 本课题选择在东北最冷季节进行实验，为了使实验结果更具有参考性，实验在理论分析的基础上使热管热泵低温热能回收机组连续运行20天，并对这20天实验数据进行整理，从中选出具有代表性的12天的实验数据进行分析总结。 2.1.1热管热泵低温热能回收机组运行期间的温度变化情况 绘制热管热泵低温热能回收机组运行期间温度变化曲线图如图2示。从图中可以看出，系统运行期间，室外温度在-17.94℃～-28.98℃之间变化，室外平均气温为-22.97℃。送风温度的变化范围为3.72℃～16.53℃，送风平均温度为11.35℃。满足新风预热要求，并能很好地解决冬季寒冷地区新风机组冻裂的问题，延长在寒冷地区新风机组的运行时间。排风温度的变化范围为-9.01℃～-18.39℃，平均排风温度为-14.71℃。大大降低了排风温度，有效地回收了排风的热量。真正起到了节能减排的目的。 图2 系统运行期间温度变化曲线图 Figure 2 Systems operation period temperature change diagram of curves 2.1.2、热管热泵低温热能回收机组运行期间回收的热量 热管热泵低温热能回收机组对排风的热量进行二次回收，并对新风进行二次预热。进而实现用回收的热量加热新