热管、转轮、板式换热器热回收的比较随着我国经济实力的增长和人民物质文化生活水平的不断提高；高层建筑的迅速发展，高气密化、高隔热化影响到人们的工作和生活环境，人们对室内空气品质的要求也越来越高，都渴望拥有一个健康、舒适的室内环境，特别是经历了SARS、PM2.5的袭击，人们越来越注重室内空气品质，对引进室外新风换气提出了更高的要求，但是换气必然会带来能量的损失，引入新风需要消耗更多的能量，因此需要考虑一种有效的节能方法，通过热回收装置使新风和排风进行热交换。热交换器是空气调节和余热回收的关键装置。
一、各类热交换器的性能与利用分析目前的热交换器有显热和全热回收两种形式。不同形式的性能、效率和利用方式，设备费的高低、维护保养的难易也各不相同，它们的综合比较如下表所示：
下面介绍几种常用的热交换器。
1. 转轮式全热换热器
转轮式换热器的表面为蜂窝状，涂上一层吸附材料作干燥剂。将转轮置于风道之间,使其分成两部分。来自空调房间的排风从一侧排出，室外空气以相反的方向从另一侧进入。为加大换热面积，轮子缓慢旋转（10~12转/分）。轮子的一半从较热空气中吸收存储热量，旋转到另一侧时，释放热量,使热量发生转移。附着表面的干燥剂将来自高湿度的空气流里的湿气冷凝后，通过干燥剂吸收，旋转到另一侧时，将湿气释放到低湿度的气流里，这个过程将潜热转移。
换热器旋转体的两侧设有隔板，使新风与排风逆向流动。转轮芯片用特殊的纸或铝箔制成，其表面涂上吸湿性涂层，形成热、湿交换的载体，它以10-12r/min的速度旋转，先把排风中的冷热量收集在蓄热体（转轮芯）里，然后传递给新风，空气以2.5-3.5m/s的流速通过蓄热体，靠新风与排风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换。所以，既能回收显热，又能回收潜热。
1）转轮换热器的功能与适用范围
2）转轮换热器的主要优缺点：
3) 影响转轮换热器效率的因素：
a. 空气流速：空气流过转轮时的迎风面流速越大，效率越低，反之效率则高，推荐风速2~4m/s。
b. 转轮两侧气流入口处，需要加装空气过滤器。
c. 设计时，必须计算校核转轮上是否会出现结霜、结冰现象；必要时应在新风管上设空气预热器，或在热回收器后设温度自控装置，当温度达霜点，就发出信号关闭新风阀门或开启预热器。
d. 由于全热交换器转轮需要动力，并且增加了阻力，从而增加输送动力和增加投资，因此，必须计算回收效应，当总能耗节约显著时，方可选用。
e. 适用于排风不带有害物或有毒物质的场所。
2. 低温热管换热器
1942年，美国工程师提出了热管原理，20世纪60年代初，开始研究和试制，最早被用于航天器与核反应堆，20世纪70年代，热管换热器作为全新风系统中的热能回收装置而最终在暖通行业中体现
出卓越的优越性。热管是靠自身内部液体的相变来实现热量传递的传热元件，它有以下特点：⑴每根热管都是永久性密封的，传热时没有额外的能量损耗，无运行部件，运行可靠性高。⑵热管换热器的结构决定了它是典型的逆流换热，热管又几乎是等温运行，因此热管换热器具有很高的效率。⑶因冷热气体的换热在热管的外表面进行容易扩展受热面积。⑷冷热气体中间用隔板隔开，没有泄漏，因此没有交叉污染问题。⑸由于流体流动通道宽敞，阻力损失小。⑹每根热管完全独立，维修方便。⑺从环境的适应性，余热回收效率、压力损失、防止堵塞、清洗、寿命等综合指标看，热管换热器占据优势。
工作原理：热管由管壳、吸液芯和端盖组成，在抽成真空的管子里充以适当的工作液，再将其两端密封。热管既是蒸发器又是冷凝器。热流吸热的一端是蒸发段，工质吸收热后蒸发汽化，流动至另一端即冷凝段放热液化，并依靠毛细力作用流回蒸发段，自动完成循环。
热管换热器由单根热管集装在一起，中间用隔板将蒸发段与冷凝段分开，热管换热器靠热管内工质的相变完成热量传递。每一根热管就是一个无动力的制冷循环系统，传热速度是相同金属的数千倍至万倍， 0.1℃的温差即有热响应，它最初用于人造卫星上解决向阳面和背阴面的受热不均匀，是人造卫星上必备设备之一。现在，越来越广泛的用于空气调节和余热回收领域，日本早稻田大学的一位专家说：“日本特别重视节能和环保，而热管技术以其高效的传热性，为节能环保找到了一条新路”。热管换热器在暖通空调设计手册中均有介绍
和选用方法。
1）低温热管换热器的主要优缺点：
2）设计注意事项：
a. 低温热管适用于温度-40℃~80℃，全年可使用，回收冷量时，角度与热量相反。
b. 迎面风速宜采用1.5~3.5 m/s。
c. 冷、热端之间的间隔板，采用双层结构，可杜绝因漏风而造成交叉污染。
d. 换热器可垂直或水平安装，既可以几个并联，也可以几个串联。
e. 当气流的含湿量较大时，（此时有潜热回收，可作为余量）
f. 应设计凝水排除装置。
g. 启动换热器时，应使冷、热气流同时流动，或使冷气流先流动，停止时，应使冷、热气流同时停止，或先停止热气流。
二、低温热管换热器节能与经济效益分析：
按沈阳地区冬季室外-19℃，室内20℃计算如果排风量为30 000立方米/时，能量损失为37万Kal/h,相当于0.7吨的锅炉每小时产生的热量。热管换热器每小时可回收的的热量按效率60%计算为22.2万Kal/h。
1. 板式热交换器的工作原理：
利用特殊的纸质材料或铝泊装配成上下各层间隔而成的通道，进风通过单数层通道，排风通过双数层通道，通过空气与层板的接触传递热量，送风与排风逆流时效率最高，但逆流运动时，材料受力最大，容易吹破交换器，所以常采用叉流结构，作成全热时，表面应涂上吸湿性材料。
板式换热器的优缺点：
板式换热器设计选用时应注意：
i. 仅适用一般空调工程，当排风中含有有害成份时，不宜选用。
ii. 因阻力损失较大，为了在过渡季节能利用新风，减少能耗，在换热器旁应设计旁通风管，以便让新风从旁通通过。
iii. 与换热器连接的风管和旁通风管上，必须安装密闭性较好的风阀。
ⅳ. 安装的位置应便于芯体更换。
热管换热器应用技术
热管换热器的核心元件是热管。热管是一种新型相变高效传热元件,其独特的传热特性引起了人们的极大兴趣,应用领域从空间扩大到地面,从工业扩展到民用。然而,在热管技术蓬勃发展的今天,其在工业应用中仍然存在一些问题,会限制热管技术的使用和深入发展。笔者对这些问题进行了研究,并提出了合理的解决办法。
1 热管相容性
早期的热管研究人员就注意到了管壳材料与工质的化学相容性问题,早期工业应用的热管一般采用铜材管壁或钢铜复合管,产品成本很高,限制了热管技术在工业上的广泛应用。钢水热管以其成本低、强度高、制造工艺简单及适应温度范围广得到了大家的认同,在工业上得到广泛的应用,然而钢水热管的使用寿命不足0.5ａ,无法满足工业应用的要求。通过多年的研究人们认识到,钢水热管中存在着化学反应和电化学反应,这是一种不可避免也不可能消除的金属腐蚀过程,只能抑制或延缓,因此,钢水热管相容性问题的对策只能是延长热管的使用寿命。
1.1 腐蚀机理
由于管材与工质的化学不相容性,使得钢水热管内部发生腐蚀产生不凝气体氢气。氢气越多,换热效果越不好,氢气积聚到一定程度可以使热管完全丧失传热功能。
1.1.1 化学反应腐蚀
热管长时间在较高的温度下工作,钢水会发生化学反应,在管内产生变化,其主要的化学反应过程如下：
Ｆｅ+Ｈ2Ｏ=ＦｅＯ+Ｈ2↑
2Ｆｅ+3Ｈ2Ｏ=Ｆｅ2Ｏ3+3Ｈ2↑
3Ｆｅ+4Ｈ2Ｏ=Ｆｅ3Ｏ4+4Ｈ2↑
上述反应的结果使管壁发生腐蚀,产生ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4,同时产生一定量的不凝气体氢气。
除Ｆｅ3Ｏ4外,其余两种氧化层（ＦｅＯ和Ｆｅ2Ｏ3）不能阻止水的侵入,仍要与铁继续反应生成氢气。
1.1.2 电化学反应
在钢水热管内,铁、杂质和水构成一种原电池。其中铁为阳极,杂质为阴极。杂质一般为ＦｅＣ3、石墨等,为碳钢与水中所含。水的电离度虽小,但仍有少量的ＯＨ-和Ｈ+生成。管内主要的电化学反应过程如下：
2Ｈ++2ｅ=Ｈ2↑
Ｆｅ-2ｅ=Ｆｅ2+
Ｆｅ2++2ＯＨ-=Ｆｅ（ＯＨ）2↓
3Ｆｅ（ＯＨ）2=Ｆｅ3Ｏ4+2Ｈ2Ｏ+Ｈ2↑
在高温有水的条件下上述反应进行得很快,普遍认为这是导致碳钢与水不相容的主要原因。
1.2 对策
1.2.1 碳钢管材表面钝化
（1）高温蒸汽表面钝化采用该办法的目的是使管壁净化且生成致密的兰色Ｆｅ3Ｏ4氧化膜钝化层,这是一种稳定性极好的保护膜。具体的做法是将净化后的碳钢管加热至500～600℃,然后冲以水蒸气进行表面钝化,此时碳钢管内表面会生成致密而均匀的Ｆｅ3Ｏ4氧化层。
（2）化学液钝化该方法也是使管壁生成Ｆｅ3Ｏ4氧化膜钝化层,所不同的是采用氧化性化学试剂的方法。目前钝化液主要采用的试剂是重铬酸钾,具体做法是将酸洗净化后的碳钢管放入钝化槽内,在一定温度下浸泡一定的时间,使管壁内生成一层致密的Ｆｅ3Ｏ4氧化膜。1.2.2 工质内添加缓蚀剂
在工质中添加缓蚀剂是为了使管壁表面产生更为均匀与密集的Ｆｅ3Ｏ4钝化层。缓蚀剂与化学钝化一般联合使用,由于制造工艺过程中不可避免会产生对局部钝化膜的破坏,这时缓蚀剂就可以起到修补的作用。缓蚀剂品种很多,一般采用阳极型缓蚀剂,其管壁缓蚀效果较好。具体做法是在工质内添加质量分数为1%～3%的重铬酸钾。
1.2.3 排放法和渗透法
在热管冷凝端部装上排气阀,必要时打开阀将积累的氢气排放出去。也可在热管冷凝端部装上钯管,让产生的氢气随时渗透出去。
1.2.4 氧化除氢法
根据化学理论,标准电极电位为正值的元素的氧化物都能被氢还原出来。常见的铜、镍、锌、钴等元素的氧化物都能与氢进行氧化还原反应,只是要求的反应温度不同,反应速度不一样。氧化除氢技术
在20世纪90年代初就开始了推广应用,但要求的反应温度一般超过150℃,使其在工业中的应用受到一定限制。目前,一种新型高效复合配方的氧化除氢技术已研制成功并进行了工业应用,在常温下就可快速地进行除氢反应。这一技术的推广应用,必将极大地提高热管的使用寿命。针对化学钝化膜不稳定、排放法和渗透法不易操作、高温蒸汽钝化所需场地设备及投资较大的问题,我们认为最好的延长热管寿命的方法应为化学钝化、缓蚀剂及氧化除氢技术的配合使用。
2 热管积灰
在热管余热回收设备中,热管积灰是普遍存在的问题,积灰增加了受热面热阻,降低了设备的传热能力,还可以减少流体的通道面积,增加流动阻力,降低换热表面温度,造成低温露点腐蚀。不少的余热回收设备由于积灰严重不能正常运行,甚至被迫停用,因此积灰已成为节能设备能否正常运行的一个主要问题。
2.1 形成机理
积灰按温度可划分为高温区积灰、过渡区积灰和低温区积灰,热管换热设备的积灰主要是低温区积灰。
低温区积灰一般为疏松式积灰,主要发生在下游温度较低的换热设备上。积灰形成的机理较复杂,一般认为疏松式积灰是由分子引力和静电引力的作用而形成。资料表明,当灰粒的当量直径小于3μｍ时,灰粒与金属管壁间、灰粒与灰粒间的万有引力超过灰粒本身的重量,烟气中所含的微小灰粒冲刷到管壁时,就吸附在金属表面或积灰表面上。另外,烟气流动时,因烟气中灰粒的电阻较大会发生静电感应,虽然
受热面的材质是良导体,但当受热面积灰后,其表面就变成了绝缘体,很容易将因静电感应而产生的带异种电荷的灰粒（当量直径小于10μｍ）吸附在其表面上,形成疏松式积灰。疏松式积灰在以下条件下均可形成低温粘结性积灰:①燃料燃烧不充分而形成高粘度聚合物,此种聚合物极易吸附于管壁上,不容易脱落而形成粘结性积灰。②当灰垢吸收烟气中的ＳＯ3和水蒸气后转化成硫酸盐,形成粘结性积灰。
2.2 对策
2.2.1 热管管外翅片结构选择
气相换热的热管换热器热管外都采用加肋强化传热,翅片形式多选用穿片或螺旋形缠绕片,这些翅片结
构紧凑,肋化比高,效果明显,但缺点是极易积灰结垢。对于高粉尘流体,即使翅片间距取12～20ｍｍ,在某些情况下也会出现严重积灰。对于高含尘流体,目前趋向于选择以下2种结构。
（1）轴对称单列纵向直肋翅片该翅片结构简单,制作方便,相对肋化比低,不易积灰。如果将翅片做成
不等高,即降低背后翅片高度,可进一步减少积灰。目前此结构的热管换热器已投入工业应用效果较好。（2）钉头管钉头管作为换热设备的传热元件一般多用于粘结性积灰部位。例如,在燃油加热炉的对流室中,为了减少热管换热器的积灰堵塞,将钉头管制成的热管空气预热器用于以高含硫油为燃料的常减压加热炉中,投用多年无积灰堵塞现象。
2.2.2 流体速度及结构选择
换热设备内流体速度是一个重要的设计参数,它影响换热设备的的传热、流动阻力、磨损及自清灰能力等。目前设计热管换热设备时多采用等质量流速法,这种方法的严重不足之处就是随着设备内温度的下降,进出口处的密度、动力粘度和导热系数明显变化,从而引起出口处流体的速度大幅下降,其结果是传热系数和自清灰能力下降,造成换热设备后排的积灰。可采用变截面设计法解决该问题,以等体积流速法代替等质量流速法。对于某一参数一定的换热设备,质量流量是一个常数,如要维持体积流速不变,只有改变换热面积来抵消密度的变化。随着烟气温度的降低,密度将增大,要维持流速一定,换热设备的流通面积将减小,所以以等体积流速设计的换热设备的截面为一等边梯形。变截面换热设备的进、出口具有相同的自清灰能力,一般认为,换热设备内介质的实际流速达到8ｍ/ｓ便可起到自清灰的作用,设计时可取流体流速为8～12ｍ/ｓ。对于可能引起严重磨损的部位,流体流速可取6～8ｍ/ｓ,以免引起管子快速磨损而导致穿孔。
2.2.3 清灰
采用化学清灰剂清灰或采用吹扫和用机械方法清除管子表面积灰[3]。这两种方法是在积灰生成以后才进行,有滞后性。
3 热管露点腐蚀
3.1 产生机理
当热管换热器在低温烟气中使用时,换热器热管常会产生低温露点腐蚀问题。有时即使在正常的排烟温度下,烟气出口侧（在没有前置预热器的情况下）最后几排热管也存在低温露点腐蚀。根据传热
学可知,烟气侧壁温主要与冷、热流体的温度,传热系数及换热面积有关,它与热流体的温度、传热系数、面积及冷流体的温度成正比,而与冷流体的传热系数和面积成反比。在冷、热侧传热系数和换热面积基本一定的情况下,当冷流温度较低时,烟气侧壁温就有可能在露点温度以下而发生露点腐蚀。
3.2 对策
3.2.1 控制排烟温度[4]
根据烟气的露点温度合理确定排烟温度,一般排烟温度应高于露点温度20～30℃。另外,在冬、夏季环境温度相差较大的情况下,应控制不同的排烟温度,冬季排烟温度应适当提高。
3.2.2 增设前置预热器
增设前置预热器可提高空气入预热器的温度,从而有效防止露点腐蚀[5,6]。 3.2.3 设置旁路空气通道当烟气温度或环境温度较低时,可设置相应的旁路通道,将部分换热后空气混合到冷空气中,以提高空气的入口温度。
3.2.4 调节结构参数
通过调节冷、热端的结构参数,可提高热管最低壁温,防止低温腐蚀。结构参数中,冷、热端长度的变化对壁温的变化最敏感,但热端的长度不能增加太多,否则会造成出口烟气的温度升高,单支热管传热能力下降,空气侧流动阻力增大,目前应用最多的是调整翅片的高度和间距。在结构参数调整中,建议同时改变冷、热侧某一参数,这样壁温变化较快,且单排热管的传热量基本不变,不用增加管排即可保证原有的
传热性能。当壁温与露点温度相差不大时,优先选择翅片高度或间距作为调温参数;当壁温与露点温度相差较大时,应选择冷端长度作为调温参数或同时调节多个。
热管、转轮、板式、乙二醇热回收的比较1. 引言
建筑离不开能源，尤其是现代建筑物，更是能源消耗大户。在国民经济各部门中，建筑业能源消耗占总能耗的比例很大，一般在40%左右，我国也占到了27.6%。建筑能耗包括采暖、通风、空调、热水供应、照明、电梯、烹饪等能耗。建筑能耗在建筑业能耗中占了绝大部分，约80%以上；其中大部分能量是用于采暖、通风与空调。
建筑中有可能回收的热量有排风热量、内区热量、冷凝器排出热量、排水热量等。这些热量品位比较低，因此需要采用特殊措施来回收。废热资源蕴藏在各种生产过程中，据日本291个工厂（其中钢铁、石油、化工类工厂占90%）的调查的结果表明，每年总废热量为345.8×1012kJ，相当于11.8×106t标准煤的发热量。可见废热资源相当丰富。由于它们的品位非常低，因此，废热利用对象主要是采暖、热水供应、供冷等民用热用户，在建筑中的废热主要有通风与空调系统的排风、建筑内区的人员、灯光、设备热量、制冷设备冷凝侧排出的热量等。建筑中废热的应用需借助热回收技术。
目前在国外的通风空调系统中，普遍都设有热回收装置。在瑞典的节能规范中，明确规定，在需要供热时，当建筑需热量要依靠加热器来提供，而排风传给室外空气中的热能每年超过50Kwh时，必须装设热回收装置。
新风能耗在空调通风系统中，占了较大的比例。例如，办公楼建筑大约可占到空调总能耗的17%~23%。为保证空调房间室内空气
品质，不能以削减新风量来节省能量，而且还可能需要增加新风量的供应。建筑中有新风进入，必有等量的室内空气排出。这些排风相对于新风来说，含有热量（冬季）或冷量（夏季）。有许多建筑中，排风是有组织的，不是无组织的从门窗等缝隙挤出的。这样有可能从排风中回收热量或冷量，以减少新风的能耗。如何直接从排风中回收热量，以降低通风能耗，是一项重要的节能措施。
2. 各种热回收装置的分析与比较
2.1转轮式热交换器与热回收系统。
图1为转轮式热交换器与热回收系统。转轮式热交换器由转轮蓄热体、驱动电动机、控制器及外壳等部分组成。外壳分隔成两部分，分别与进风和排风管相连。电动机功率小于1Kw，装在边角通过三角皮带带动转轮蓄热体以10r/min左右的速度缓慢旋转。从而把排风中热量（或冷量）贮蓄起来，然后再传递到进风中。一般情况下，进、排风均应装设过滤器。转轮式热交换器由于转轮蓄热体的材料不同，可分为四种类型：(1)ET型：由覆有吸湿性涂层的抗腐蚀铝合金箔制成，有优良的吸湿性能，可同时回收显热与潜热。全热效率可达70%~90%。(2)RT型：由纯铝箔制成，无吸湿量，主要回收显热。(3)PT 型：由耐腐蚀铝合金箔制成，能耐较高的温度，进行显热交换。适用于厨房、印染厂及特殊的工业通风系统。(4)KT型：由耐腐蚀铝合金箔制成，外涂塑料层，有较强的耐腐蚀性，主要回收显热。适用于电镀车间、电机试验室、动物饲养房等。对RT型、PT型，当转轮温度低于排风露点温度时，则能对新风起加湿作用。
图1转轮式全热交换器及排风热回收系统
(a)转轮式全热交换器结构示意图； (b)热回收系统
1.净化扇形区；
2.新风风机；
3.排风风机
2、排风与新风交替逆向流过转轮，具有自净作用
3、通过转速控制，能适应不同的室内外空气参数
4、回收效率高，可达到70%~90%
5、能应用于较高温度（≯80℃）的排风系统
1、装置较大，占用建筑面积和空间多
2、接管位置固定，配管灵活性差
3、有传动设备，自身需要消耗动力
4、压力损失较大
5、有少量渗漏，无法完全避免交叉污染
2.2板翅式全热交换器与热回收系统。
图2为板翅式全热交换器与热回收系统。其是一种静止式的全热交换器。换热芯体是采用多孔纤维材料如特殊加工的纸作为基材，对其表面进行特殊处理后制成的板翅状单元体。在换热器中换热芯体交叉叠置，波纹板的波峰与隔板连在一起，将进、排风通路完全分开。特殊加工的纸既能传热又能传湿，但不透气。当进、排风之间有温差或水蒸气分压力差时，进、排风之间进行热、湿交换产生热回收。本设备仅适用于一般的通风空调工程，排风中含有有害成分时，不宜选用。由于热交换器无自净能力，新风和排风在进入热交换器之前应经过滤。还有一种简单的板式显热交换器，只有隔板，而无翅片，新风和排风只进行显热交换，热交换效率较低。
2.3热管式热交换器与热回收系统。
图3为热管式热交换器与热回收系统。热管是一根内壁衬有一层能产生毛细作用的吸液芯的密闭管子。吸液芯中含有作为传递介质的工作液体。若热管的一端受热，吸液芯中的液体就在这一端蒸发，蒸气流向热管较冷的区域，冷凝成液体，放出冷凝潜热。冷凝液重新被液芯所吸收，并借助毛细作用返回到吸液芯蒸发区。如此反复循环，将热量由一端转移到另一端。新风与排风不直接接触，新风不会被污染。图2板翅式全热交换器及排风热回收系统
(a)板翅式全热交换器结构示意图； (b)热回收系统
1.翅片；
2.隔板；
3.板翅式热交换器；
4.排风机；
5.过滤器；
6.新风机
2、没有转动设备，不消耗电力
3、不需要中间热媒，没有温差损失
4、设备费用较低
1、设备体积较大，需占用较多建筑空间
2、接管位置固定，设计布置时缺乏灵活性
3、无自净能力图3热管式热交换器及热管
(a)热管式热交换器结构示意图；(b)热管
1.蒸发段；
2.凝结段；
3.绝热段；
4.输热芯
2、没有转动部件，不额外消耗能量，运行安全可靠，使用寿命长
3、每根热管自成换热体系，便于更换
4、热管的传热是可逆的，冷、热流体可以变换
5、冷、热气流之间的温差较小时，也能得到一定的回收效率
6、本身的温降很小，接近于等温进行，换热效率较高
1、只能回收显热，不能回收潜热
2、接管位置固定，缺乏配管的灵活性
2.4中间媒体式热交换器及热回收系统。图4为中间媒体式热交换器热回收系统示意图。这种热回收系统通过由排风和新风的盘管、循环泵及中间媒体的管路系统组成的环路，将排风中的能量（热量或冷量）
转移到新风中去。当冬季室外温度在0℃以上，或只用于夏季回收排
转轮热回收与乙二醇热回收对比分析 一、转轮热回收和乙二醇热回收工作原理 转轮热回收：以轮芯作为换热媒介，转轮使用定制的蜂窝状金属材料，表面涂有一层特殊等级的吸附材料分子筛干燥剂。将转轮置于风道之间,从而使其分成两部分。来自空调房间不新鲜空气从一半转轮排出，室外空气以相反的方向从另一半转轮进入。同时，轮子缓慢旋转（约20RPM）。金属层从较热（冷）空气流吸收存储热量（冷量），并释放到较冷（较热）部分,显热发生转移。附着干燥剂的金属片将来自高湿度的空气流里的湿气冷凝后，通过干燥剂吸收（同时释放热量），再蒸发（吸热），将湿气释放到低湿度的气流里，这个过程将潜热转移。 乙二醇热回收：以换热器和乙二醇溶液作为换热媒介在排风侧将排风中的冷量(热量)通过换热器传递给乙二醇溶液，降低（提高）乙二醇溶液的温度，然后通过循环泵将被冷却（加热）的乙二醇溶液输送到新风侧的换热器中，降低（提高）新风温度，减少系统的负荷和整个空调系统的运行成本。 二、关键部件外形图 转轮热回收转轮：乙二醇热回收换热器 三、关键部件材质 转轮热回收转轮： 可选用进口优质产品美国百瑞（Bry-Air）热回收转轮，美国百瑞（Bry-Air）热回收转轮为能量回收领域的领先品牌。 其特点如下： 1、独有分子筛技术：百瑞热回收转轮的基材采用铝箔材料，在铝箔表面覆盖不可移动式
分子筛干燥剂；相比采用其他材料覆盖在铝箔上的其他热回收转轮，美国百瑞（Bry-Air）热回收转轮在铝箔表面覆盖低微孔尺寸佛石干燥剂，仅容许水分子通过，拒绝所有其他污染物，其结果是污染物只留在排风中。 2、百瑞转轮内置净化装置：消除了交叉污染，做到新风和排风气流的隔离，防止新风排风的交叉污染；净化装置具备严格的空气流隔离功能，以防止细菌、灰尘和污染物从排风侧携带到新风侧，净化装置和迷宫式密封系统把交叉污染的排风浓度限制在0.04%。 3、清洁扇：转轮采用可调整式内置清洁扇清洗部件；免除清洁烦恼，降低运行成本。 乙二醇热回收换热器： 排风侧的换热器和新风侧的换热器组成，两换热器直接通过乙二醇管道相连，通过循环泵循环。由于有载冷剂乙二醇的存在，乙二醇有一定的挥发性及有毒性，且是可燃性液体，存在泄露隐患。 四、与空调系统配套情况 转轮热回收： 由于转轮热回收整体结构简单，无连接件。则与空调系统配套较为方便，可作为空调箱的一个功能段可以上下安装也可以左右安装。可以承收5.5m/s的面风速，占用空间小。 乙二醇热回收： 由于连接部件较多，结构复杂，连接件较多。则与空调系统配套较复杂，连通管道的泄漏，换热媒介的质量，换热器的质量，管道循环泵的质量，均可形成空调整套系统隐患。可作为空调箱的一个功能段可以上下安装也可以左右安装。比较适用于送排风须完全隔离的（甚至是远距离的末端处理）送排风系统。可承受的最大面风速为2.8m/s，占用空间大。 五、换热效率 转轮热回收： 中间换热媒介单一，换热效率高，在高温高湿条件下显热效率和潜热效率到均可达到70％以上，最高可达90％（焓换效率）。 乙二醇热回收： 间接能量回收（显热）型,中间换热媒介较多，换热效率低，显热效率一般仅为30－40％，最高仅能达到45％基本上无潜热回收（温度交换效率）。 下面就本工程单台机组冬季运行时作经济分析： 转轮热回收换热效率按70%，乙二醇热回收换热效率按40%，其他参数暂定如下：
化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 班级： | 姓名学号： 指导教师： $
目录§一.列管式换热器 ！ .列管式换热器简介 设计任务 .列管式换热器设计内容 .操作条件 .主要设备结构图 §二.概述及设计要求 .换热器概述 .设计要求 ~ §三.设计条件及主要物理参数 . 初选换热器的类型 . 确定物性参数 .计算热流量及平均温差 壳程结构与相关计算公式 管程安排(流动空间的选择)及流速确定 计算传热系数k 计算传热面积 ^ §四.工艺设计计算 §五.换热器核算 §六.设计结果汇总 §七.设计评述 §八.工艺流程图 §九.主要符号说明 §十.参考资料
： §一 .列管式换热器 . 列管式换热器简介 列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。 设计任务 ￥ 1.任务 处理能力：3×105t/年煤油（每年按300天计算，每天24小时运行） 设备形式：列管式换热器 2．操作条件 (1)煤油：入口温度150℃，出口温度50℃ (2)冷却介质：循环水，入口温度20℃，出口温度30℃ (3)允许压强降：不大于一个大气压。 备注：此设计任务书（包括纸板和电子版）1月15日前由学委统一收齐上交，两人一组，自由组合。延迟上交的同学将没有成绩。 [ .列管式换热器设计内容 1.3.1、确定设计方案 （1）选择换热器的类型；（2）流程安排 1.3.2、确定物性参数 （1）定性温度；（2）定性温度下的物性参数 1.3.3、估算传热面积 （1）热负荷；（2）平均传热温度差；（3）传热面积；（4）冷却水用量 % 1.3.4、工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速；（2）管程数；（3）平均传热温度差校正及壳程数；（4）
新风换气机工作原理 （型号：YH--600） 全热新风换气机的核心器件是全热交换器，室内排出的污浊空气和室外送入的新鲜空气既通过传热板交换温度，同时又通过板上的微孔交换湿度，从而达到既通风换气又保持室内温、湿度稳定的效果。这就是全热交换过程。当全热交换器在夏季制冷期运行时，新风从排风中获得冷量，使温度降低，同时被排风干燥，使新风湿度降低；在冬季运行时，新风从排风中获得热量，使温度升高，同时被排风加湿。
新风换气机是一种将室外新鲜气体经过过滤、净化，热交换处理后送进室内，同时又将室内受污染的有害气体经过过滤、净化。热交换处理后排出室外，而室内的温度基本不受新风影响的一种高效节能，环保型的高科技产品。 一、新风换气机大基本结构 新风换气机主要由热交换系统、动力系统、过滤系统、控制系统、降噪系统及箱体组成。 1、热交换系统 目前，无论在国内或是国外，在新风换气机上采用的热交换器有静止和旋转两种形式其中转轮式热交换器也属于旋转式类型。从正常使用和维护角度出发，静止式优于旋转式，但大于2×10000m3/h的大型机来说，一般只能靠转轮式热交换器才能实现，因此可以说静止式和旋转式各有优缺点。 为了易于布置设备内的气流通道，以缩小整机体积，新风换气机采用了叉流、静止板式热交换器。亦即：冷热气体的运动方向相互垂直，其气流属于湍流边界层内的对流换热性质。 因此充分的热交换可以达到较高的节能效果。 2、动力系统 新风换气机动力部分采用的是高效率、降噪音风机。将经过过滤、净化和热交换处理后的室外新鲜空气强制性送入室内，同时把经过过滤，净化和热交换处理后的室内有害气体强制性排出室外。 3、过滤系统 新风换气机的过滤系统分为初效、中效、亚高效和高效四种过滤器。换气机在两个进风口处分别设置空气过滤器，可有效过滤空气中的灰尘粒子、纤维等杂质，有效地阻止室外空气中的尘埃等杂质进入室内达到净化的目的，并确保主机的热交换部件被污物附着而影响设备性能。 4、控制系统 ①新风换气机选用可靠的电器组件，以安全可靠长寿名运行实现不同风量的
热管换热器的性能比较 发布时间：2011-3-25 随着我国经济实力的增长和人民物质文化生活水平的不断提高；高层建筑的迅速发展，高气密化、高隔热化影响到人们的工作和生活环境，人们对室内空气品质的要求也越来越高，都渴望拥有一个健康、舒适的室内环境，特别是经历了SARS的袭击，人们越来越注重室内空气品质，对引进室外新风换气提出了更高的要求，但是换气必然会带来能量的损失，引入新风需要消耗更多的能量，因此需要考虑一种有效的节能方法，通过热回收装置使新风和排风进行热交换。热交换器是空气调节和余热回收的关键装置。 一、各类热交换器的性能与利用分析 目前的热交换器有显热和全热回收两种形式。不同形式的性能、效率和利用方式，设备费的高低、维护保养的难易也各不相同，它们的综合比较如下表所示： 热回收方式 效 率设 备 费 维护 保养 辅 助 设 备 占 用 空 间 交 叉 污 染 自 身 耗 能 接 管 灵 活 抗冻 能力使用 寿命 转轮换热器高高中无大有有差差中 热管换热器较 高中易无中无无中好优 板式显热换热器低低中无大有无差中良 板翅式全热换热 器较 高 中中无大有无差中中 中间热媒式低低中有中无多好中良下面介绍几种常用的热交换器。 1. 转轮式全热换热器 转轮式换热器的表面为蜂窝状，涂上一层吸附材料作干燥剂。将转轮置于风道之间,使其分成两部分。来自空调房间的排风从一侧排出，室外空气以相反的方向从另一侧进入。为加大换热面积，轮子缓慢旋转(10~12转/分)。轮子的一半从较热空气中吸收存储热量，旋转到另一侧时，释放热量,使热量发生转移。附着表面的干燥剂将来自高湿度的空气流里的湿气冷凝后，通过干燥剂吸收，旋转到另一侧时，将湿气释放到低湿度的气流里，这个过程将潜热转移。 换热器旋转体的两侧设有隔板，使新风与排风逆向流动。转轮芯片用特殊的纸或铝箔制成，其表面涂上吸湿性涂层，形成热、湿交换的载体，它以10-12r/min的速度旋转，先把排风中的冷热量收集在蓄热体(转轮芯)里，然后传递给新风，空气以2.5-3.5m/s的流速通过蓄热体，靠新风与排风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换。所以，既能回收显热，又能回收潜热。 1) 转轮换热器的功能与适用范围 功能适用范围
食品工程原理课程设计 设计题目：列管式换热器的设计 班级：食品卓越111班 设计者：张萌 学号：5603110006 设计时间：2013年5月13日~5月17日指导老师：刘蓉
目录 概述 1.1.换热器设计任务书 ......................................................................... - 7 - 1.2换热器的结构形式 ....................................................................... - 10 - 2.蛇管式换热器 ................................................................................. - 11 - 3.套管式换热器 ................................................................................. - 11 - 1.3换热器材质的选择 ....................................................................... - 11 - 1.4管板式换热器的优点 ................................................................... - 13 - 1.5列管式换热器的结构 ................................................................... - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理 ............................................... - 16 - 1.7确定设计方案 ............................................................................... - 17 - 2.1设计参数........................................................................................ - 18 - 2.2计算总传热系数 ........................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸 ............................................................................... - 20 - 2.4换热器核算.................................................................................... - 21 - 2.4.1．换热器内流体的流动阻力 (21) 2.4.2.热流量核算 (22)
转轮热回收原理及应用 ?https://www.doczj.com/doc/f8622648.html, ?https://www.doczj.com/doc/f8622648.html,/EEB/heat_recovery.html 转轮式全热交换器的心脏是一个以１０转/分钟的速度不断转动的蜂窝状转轮.转 芯用特殊金属箔作载体，将无毒、无味、环保型蓄热、吸湿材料，用高科技方法合成，制作成具有蓄热吸湿等性能的蜂窝状转轮，装配在一个左右或上下分隔区的金属箔箱体内由传动装置通过皮带驱动轮子转动。冬季运动时，室内排风经过过滤后再通过热回收转轮处理时，转芯温度升高，水分含量增加，当转芯转过清洗扇后与室外新鲜空气接触，转轮向低温的新鲜空气放出热量和水分，使新鲜空气升温增湿。夏季与之相反，降低新风温湿度。通过换热从而使空调系统达到节能的目的。 这种蜂窝式转轮的设计构成了一个吸湿、蓄热、传质、传热的巨大接触面积，蕴藏了超级能量，具备了回收显热和潜热的优异特性。 在空调系统中，为了人员舒适和通风顺畅，必须考虑引入外界新鲜空气，同时排出部分室内浑浊空气。由于新风为高温高湿状态，因此冷负荷大部分要被新风负荷所占有，能耗惊人。 工作原理 转轮式能量回收换热器有两种型式，即全热回收和显热回收。 转轮作为蓄热芯体，新风通过轮转的一个半圆，而同时排风逆向通过转轮的另一个半圆,新风和排风以这种方式交替逆向通过转轮。 在冬季，转轮蓄热芯体吸收排风中的热(湿)量，当转到新风侧时，由于存在温(湿)差的原因，蓄热芯体就会释放其中的热(湿)量，当再转到排风侧时，又继续吸收排风中的热(湿)量。如此往复循环实现能量的回收，其工作原理如图。 在夏季则是一个相反的处理过程。
结构特点 高热回收效率：蜂窝状的蓄热芯体设计，构成了一个蓄热、吸湿、传热、传质的巨大接触面积具备了回收显热和潜热的优异特性。 自清洁功能：通过转轮的气流方向不断的交替改变以及设置双清洁扇面，保证了自清洁能达到最佳的效果。 低运行费用：转轮的结构特点，决定了其运行费用较低。 便于控制：可以根据室内外温湿度变化控制转轮转速，以达到最佳运行效果。 热回收效率 寿命周期成本 标准的转轮能量回收换热器装有双清洁扇面，其工作原理如图。这种结构不仅防止了气体、细菌、灰尘颗粒等在转轮中从排风混流到新风中，也确保了气流的充分分开和气流的交叉污染，这在某些场合显的优为重要。
HRT(S) 系列转轮式热交换器
安装、使用及维护说明
北京环都人工环境科技有限公司
地址: 北京市海淀区韩家川158 号100094 电话: 010-5851 1908 传真: 010-5851 1908 ext 600 电子邮箱: webmaster@https://www.doczj.com/doc/f8622648.html,
2007/11
HRT(S) 系列转轮式热交换器
目
1. 2. 3.
录
前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .3 定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 4 发货. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1.1 接受 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1.2 卸货 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1.3 储存 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .5
4. 5.
规格型号及外形尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 5.1 安装注意事项 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 5.2 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 5.3 管道系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..8 5.4 检查转轮 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5.5 调整密封 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .8 5.6 电机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5.7 防结霜 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 8
6. 7.
启动及运行 . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . .9
维护 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 7.1 转轮轴承 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . .. .10 7.2 减速电机 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
7.3 轴承锁紧螺母 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . ..10 7.4 电机螺栓 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 7.5 毛刷密封. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 7.6 皮带 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11 7.7 转轮及轮芯 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 8. 故障排除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2
热管换热器的结构形式 （三）热管换热器的结构形式以热管为传热单元的热管换热器是一种新型高效换热器，其结构如图片4- 50、图片4-51所示，它是由壳体、热管和隔板组成的。热管作为主要的传热元件，是一种具有高导热性能的传热装置。它是一种真空容器，其基本组成部件为壳体、吸液芯和工作液。将壳体抽真空后充入适量的工作液，密闭壳体便构成一只热管。当热源对其一端供热时，工作液自热源吸收热量而蒸发汽化，携带潜热的蒸汽在压差作用下，高速传输至壳体的另一端，向冷源放出潜热而凝结，冷凝液回至热端，再次沸腾汽化。如此反复循环，热量乃不断从热端传至冷端。 【图片4-50】 热管换热器。 【图片4-51】 热管示意图。热管按冷凝液循环方式分为吸液芯热管、重力热管和离心热管三种。吸液芯热管的冷凝液依靠毛细管的作用回到热端，这种热管可以在失重情况下工作；重力热管的冷凝液是依靠重力流回热端，它的传热具有单向性，一般为垂直放置离心热管是靠离心力使冷凝液回到热端，通常用于旋转部件的冷却。热管按工作液的工作温度分为深冷热管、低温热管、中温热管和高温热管四种。深冷热管在200K以下工作，工作液有氮、氢、
氖、氧、甲烷、乙烷等；低温热管在200~550K 范围内工作，工作液有氟里昂、氨、丙酮、乙醇、水等；中温热管在550~750K范围内工作，工作液有导热姆 A、水银、铯、水及钾─钠混合液等；高温热管在750K 以上工作，工作液有液态金属钾、钠、锂、银等。热管的传热特点是热管中的热量传递通过沸腾汽化、蒸汽流动和蒸汽冷凝三步进行，由于沸腾和冷凝的对流传热强度都很大，而蒸汽流动阻力损失又较小，因此热管两端温度差可以很小，即能在很小的温差下传递很大的热流量。因此，它特别适用于低温差传热及某些等温性要求较高的场合。热管换热器具有结构简单、使用寿命长、工作可靠、应用范围广等优点，可用于气─气、气─液和液─液之间的换热过程。
全热交换器技术参数 1.概述 1.1 工作原理 XFHQ系列全热交换器采用先进科技及工艺，芯体用特殊纸质经过化学处理加工而成，对温度、湿度、冷热能量回收起到最佳效果。 高效换热芯体，当室内空调排风与室外新风分别呈交叉方式流经换热芯体时，由于平隔板两侧气流存在温度差，产生传热，夏季运行时，新风从空调排风获得冷能，使温度降低；在冬季运行时，新风从空调排风中获得热能，使温度升高，这样通过换热芯体的热交换过程使新风从空调排风中回收了能量。 1.2特点 双向换气功能 将室外新风空气经过过滤后送入室内的同时，将室内污浊空气排出室外，彻底改善室内空气品质； 静音设计 内置空调专用低噪音离心风机，机箱内部覆有高效的吸音材料，全静音设计，人性化体现； 能量回收 机组内置高效的热交换器，将排出去的室内空气与送进来的室外空气进行冷热交换，在提供舒适温度空气的同时回收能量，节约能源； 控制方便 电气系统采用二次回路设计，使用开关面板，启动停止机组安全快速简单，可选择远程集中控制系统，与多联机室内机联网控制。 317
MDV4+i 直流变频智能多联中央空调 318 1.3 命名法 A,B,……Z 设计序列 S-三相，单相缺省 Z-纸芯式、L-轮转式、P-普通式 D-吊顶式、L-立柜式 新风量，单位100m 3 /h XFH-显换热式新风机 XFHQ-全换热式新风机
MDV4+i直流变频智能多联中央空调 2.参数 2.200~1200m3/h的产品采用发泡风道，具备旁通功能；2500~12000m3/h机型不带网络集中控制功能。 3.表中噪音是在额定静压安装条件半消音室测得，实际使用条件下的运行噪音可能高于此值，请根据设计安装具体条件，考虑相应的消音措施。 319
全热交换器作为楼宇空调新风换气系统的热能回收设备，可以同时回收回风空气中的显热、及潜热。因此，其节能效果备受关注。本文结合实例对在新风换气系统采用转轮式全热交换器的节能特性及投资回收期等进行了技术经济分析，并与采用显热交换器的情况进行了比较。结果表明：对于新风热负荷中潜热负荷较高（=显热比较低）的夏季高温、多湿的南方城市，采用全热交换器具有较大的节能效果。而且，对防止转轮式全热交换器发生交叉污染的研究成果及设计技巧进行了介绍。 关键词全热交换器热回收节能技术经济分析新风换气交叉污染 1 序言 近年，人们对室内空气环境的要求已经不仅仅限于温度、湿度、风速等与舒适有关的条件，而提升到对于室内空气中有害气体（CO2、VOCs等）浓度、粉尘等与健康密切相关的室内空气质量（IAQ: Indoor Air Quality）的重视。舒适与健康成为现代空调所追求的两大主题。然而，由于建筑节能要求、建筑水平的不断提高，建筑物的气密性越来越好。因此，从卫生与健康的要求来看，房间必须有一定量的新风换气。按照国标《室内空气质量标准》GB/T18883-2002对于住宅、办公建筑，其新风量应不小于30m3/h？人。而对于某些人员密集的公共建筑或是室内有污染源的工业建筑，其换气次数可高达6h-1。较大的换气量，必然会造成较大的热（冷）能损失，导致空调负荷增加。所以，保证IAQ与空调节能形成一对矛盾，解决这一矛盾是空调工作者面临的新课题。全热交换器可以同时回收空调新风系统回风空气中的显热和潜热，作为楼宇空调新风换气系统的节能设备，其普及推广越来越受到重视。 全热交换器的节能效果与使用地区的气象条件密切相关，采用全热交换器时应从投资和节能效果两方面对其进行综合技术经济分析。本文结合实例对新风换气系统采用全热交换器的节能效果及投资回收期进行了计算分析，并与采用显热交换器的情况作了比较。介绍了防止转轮式全热交换器发生交叉污染的最新研究成果及设计技巧。 2 转轮式全热交换器热能回收原理 转轮型全热交换器的基本构造如图1所示。在分隔成上、下两个区的壳体中，具有蜂窝状结构的全热交换器转轮由电机驱动，以大约20 rpm的速度在壳体中转动。由于全热交换器转轮是由带有吸湿性涂层的铝箔等材料加工而成。来自室内被污染的回风空气从装置的上半部通过转轮向室外排风时，回风空气中所含热（冷）量和水分的绝大部分将蓄积在转轮中。随着转轮的转动，进入新风区的转轮会将其蓄积的全热能释放给从装置下半部通过转轮的室外新风空气，实现热能回收。 譬如在冬季，室外新风在通过蜂窝状转轮时由于与转轮之间存在着温度差、水蒸气分压差，蓄积在转轮里的显热和水分会放出，使新风被预热和加湿变为温暖、湿润的空气后送到室内。同样原理，在夏季可以实现连续地向室内供给经过被预冷和除湿后的凉爽干燥的新风。从而降低新风热负荷、实现节能。 3 转轮式全热交换器的节能特性与经济性 3.1 转轮式全热交换器的节能特性 用于评价全热交换器性能的重要指标是热交换效率。全热交换器的热交换效率分为显热（温度）交换效率，潜热（湿度）交换效率和全热（焓）交换效率。其各自的定义为：
热管换热器的设计 摘要：热管是高效的传热元件,它是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置，由热管元件组成 的，利用热管原理实现热交换的换热器称之为热管换热器。由于其结构简单、可操控性强、换热效率高、动力消耗小等优点，热管换热器越来越受到人们的重视，是一种应用前景非常好的换热设备。目前，它被广泛应用于动力、化工、冶金、电力、计算机等领域。本文就热管换热器的发展现状、趋势、应用及设计做了一个简要的论述，着重探讨了热管换热器的设计。在讨论热管换热器的设计过程中，主要针对其热力计算、设备结构计算、元件参数的选择做了一个合理构建，并结合实际情况设计出了空气预热热管式换热器基本模型。关键词：热管；热管换热器；结构参数；设计计算Abstract：Heat pipe is a highly efficient heat transfer components, it is a fast heat to spread from one point to another point of the device, consisting of the heat pipe components, the use of the principle of heat pipe heat exchanger for thermal exchange called the heat pipe heat exchanger. Because of its simple structure, strong control, heat exchanger, high efficiency, power consumption, etc, and heat pipe heat exchanger more and more attention, is a very good prospect heat transfer equipment. At present, it is widely used in power, chemical, metallurgy, electric power, computers and other fields. In this paper, the development of heat pipe heat exchanger status, trends, applications and design had a brief discussion, focused on the design of heat pipe heat exchanger. Heat pipe heat exchanger in the discussion of the design process, mainly for the thermal calculation, equipment, structural calculations, component selection of parameters made a reasonable construction and design combined with the actual situation of the air heat pipe heat exchanger preheating the basic model. Key words: calculation Heat pipe; Heat pipe heat exchanger; Structural parameters; Design 设计（论文）专用纸 第一章前言 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器,换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器的热性能不仅与自身的几何形状和材料有关，而且还取决于进行热交换，热状态介质的热力学性质。节能换热器过程中能量损失包括两个方面：首先，功率促进流体流动的消耗量到达有些速度；其次，温度热传递不可逆的损失。在换热器中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体温度较低，吸收热量。在工程实践中有时也会存在两种以上的流体参加换热，但它的基本原理与前一种情形并无本质上的区别。目前，换热器在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中被广泛使用。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益增强。换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器也相继问世。 [1] 1．1 热管 热管是高效的传热元件,它是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置，由于它具有超常的热传导能力，而且几乎没有热损耗，因此它被称作传热超导体，其导热系数为铜的数千倍。热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明，它是利用封闭工作腔内工质的相变循环进行热量传输，因而具有传输热量大及传输效率高等特点。随着热管制造成本的降
热管换热器设计计算 1 确定换热器工作参数 1.1 确定烟气进出口温度t 1，t 2，烟气流量V ，空气出口温度 ，饱和蒸汽压力 p c .对于热管式换热器，t 1范围一般在250C ~600C 之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300C 以下.t 2的选定要避免烟气结露形成 灰堵及低温腐蚀，一般不低于180C .空气入口温度 .所选取的各参数值 如下： 2 确定换热器结构参数 2.1 确定所选用的热管类型 烟气定性温度： = = 在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出： 烟气入口处： 烟气出口处： 选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C ，满足要求，其相容壳体材料：铜、碳钢（内壁经化学处理）。
2.2 确定热管尺寸 对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径 根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取C Q 4kW =，在 启动时 因此 由携带极限确定所要求的管径 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent =kw 管内工作温度 时 4431.010/N m δ-=? 因此 考虑到安全因素，最后选定热管的内径为 m m 22d i = 管壳厚度计算由式 ] [200d P S i V σ= 式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm σ=,而 2MAX 1 [] 3.5/4 kg mm σσ==
故 0.896mm 3.5 2000.022 28.5S =??= 考虑安全因素，取 1.5S mm =,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f =?+=+=. 通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一般为热管外径的一半），厚度选在0.3~1.2mm 为宜，应保证翅片效率在0.8以上为好.翅片间距对干净气流取2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下： 翅片节距：'415f f f S S mm δ=+=+= 每米热管长的翅片数：' 10001000 200/5 f f n m S === 肋化系数的计算： 每米长翅片热管翅片表面积 22 [2()]14 f f o f f f A d d d n π πδ=? ?-+???? 每米长翅片热管翅片之间光管面积 (1)r o f f A d n πδ=??-? 每米长翅片热管光管外表面积 o o A d π=? 肋化系数：22[2()]1(1) 4 f o f f f o f f f r o o d d d n d n A A A d π πδπδβπ??-+????+??-?+= = ? 22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2) 8.70.025 ?-+??+?-= =
全热交换器工作原理就是一种将室外新鲜气体经过过滤、净化,热交换处理后送进室内,同时又将室内受污染的有害气体进行热交换处理后排出室外,而室内的温度基本不受新风影响的一种高效节能,环保型的高科技产品。 工作原理:全热交换器的核心器件就是全热交换芯体,室内排出的污浊空气与室外送入的新鲜空气既通过传热板交换温度,同时又通过板上的微孔交换湿度,从而达到既通风换气又保持室内温、湿度稳定的效果。这就就是全热交换过程。当全热交换器在夏季制冷期运行时,新风从排风中获得冷量,使温度降低,同时被排风干燥,使新风湿度降低;在冬季运行时,新风从排风中获得热量,使温度升高,同时被排风加湿。 全热交换器主要由热交换系统、动力系统、过滤系统、控制系统、降噪系统及箱体组成。 1、热交换系统 目前,无论在国内或就是国外,在全热交换器上采用的热交换器有静止与旋转两种形式其中转轮式热交换器也属于旋转式类型。从正常使用与维护角度出发,静止式优于旋转式,但大于2×10000m3/h 的大型机来说,一般只能靠转轮式热交换器才能实现,因此可以说静止式与旋转式各有优缺点。 为了易于布置设备内的气流通道,以缩小整机体积,全热交换器采用了叉流、静止板式热交换器。亦即:冷热气体的运动方向相互垂直,其气流属于湍流边界层内的对流换热性质。 因此充分的热交换可以达到较高的节能效果。 2、动力系统 全热交换器动力部分采用的就是高效率、降噪音风机。将经过过滤、净化与热交换处理后的室外新鲜空气强制性送入室内,同时把经过过滤,净化与热交换处理后的室内有害气体强制性排出室外。 3、过滤系统 全热交换器的过滤系统分为初效、中效、亚高效与高效四种过滤器。换气机在两个进风口处分别设置空气过滤器,可有效过滤空气中的灰尘粒子、纤维等杂质,有效地阻止室外空气中的尘埃等杂质进入室内达到净化的目的,并确保主机的热交换部件不被污物附着而影响设备性能。 4、控制系统 ①全热交换器选用可靠的电器组件,以安全可靠长寿命运行实现不同风量的控制。 ②根据不同的使用环境选配不同的控制方式。 ③可实现自动、定时、预置。 5、降噪系统 全热交换器主机外壳内侧粘贴聚乙烯发泡材料,钣金件结合处有长效密封材料,可有效的降低整机的噪音。 6、外壳 全热交换器外壳采用柜架结构。分别采用冷板喷塑、不锈钢板等不同材质,亦可根据用户实际需求选择不同材质加工。 全热交换器的功能 1、过滤净化空气,保证室内的空气品质。 2、保证室内的冷热负荷(温度)基本不受新风的影响。 全热交换器的特点 1、双向换气 室内外双向换气,新风与污风等量置换,根据客户要求可实现正负压操作;新风与排风完全隔开,彻底避免交叉感染发生。 2、过滤处理
转轮热回收原理 转轮式全热交换器的心脏是一个以１０转/分钟的速度不断转动的蜂窝状转轮.转芯用特殊金属箔作载体，将无毒、无味、环保型蓄热、吸湿材料，用高科技方法合成，制作成具有蓄热吸湿等性能的蜂窝状转轮，装配在一个左右或上下分隔区的金属箔箱体内由传动装置通过皮带驱动轮子转动。冬季运动时，室内排风经过过滤后再通过热回收转轮处理时，转芯温度升高，水分含量增加，当转芯转过清洗扇后与室外新鲜空气接触，转轮向低温的新鲜空气放出热量和水分，使新鲜空气升温增湿。夏季与之相反，降低新风温湿度。通过换热从而使空调系统达到节能的目的。 这种蜂窝式转轮的设计构成了一个吸湿、蓄热、传质、传热的巨大接触面积，蕴藏了超级能量，具备了回收显热和潜热的优异特性。 在空调系统中，为了人员舒适和通风顺畅，必须考虑引入外界新鲜空气，同时排出部分室内浑浊空气。由于新风为高温高湿状态，因此冷负荷大部分要被新风负荷所占有，能耗惊人。 工作原理 转轮式能量回收换热器有两种型式，即全热回收和显热回收。 转轮作为蓄热芯体，新风通过轮转的一个半圆，而同时排风逆向通过转轮的另一个半圆,新风和排风以这种方式交替逆向通过转轮。 在冬季，转轮蓄热芯体吸收排风中的热(湿)量，当转到新风侧时，由于存在温(湿)差的原因，蓄热芯体就会释放其中的热(湿)量，当再转到排风侧时，又继续吸收排风中的热(湿)量。如此往复循环实现能量的回收，其工作原理如图。 在夏季则是一个相反的处理过程。
结构特点 高热回收效率：蜂窝状的蓄热芯体设计，构成了一个蓄热、吸湿、传热、传质的巨大接触面积具备了回收显热和潜热的优异特性。 自清洁功能：通过转轮的气流方向不断的交替改变以及设置双清洁扇面，保证了自清洁能达到最佳的效果。 低运行费用：转轮的结构特点，决定了其运行费用较低。 便于控制：可以根据室内外温湿度变化控制转轮转速，以达到最佳运行效果。 热回收效率 寿命周期成本