各類(lèi)換熱器的比較

【專(zhuān)家解說(shuō)】：下面介紹幾種常用的熱交換器。 1. 轉(zhuǎn)輪式全熱換熱器 轉(zhuǎn)輪式換熱器的表面為蜂窩狀，涂上一層吸附材料作干燥劑。將轉(zhuǎn)輪置于風(fēng)道之間,使其分成兩部分。來(lái)自空調(diào)房間的排風(fēng)從一側(cè)排出，室外空氣以相反的方向從另一側(cè)進(jìn)入。為加大換熱面積，輪子緩慢旋轉(zhuǎn)（10~12轉(zhuǎn)/分）。輪子的一半從較熱空氣中吸收存儲(chǔ)熱量，旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)時(shí)，釋放熱量,使熱量發(fā)生轉(zhuǎn)移。附著表面的干燥劑將來(lái)自高濕度的空氣流里的濕氣冷凝后，通過(guò)干燥劑吸收，旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)時(shí)，將濕氣釋放到低濕度的氣流里，這個(gè)過(guò)程將潛熱轉(zhuǎn)移。 換熱器旋轉(zhuǎn)體的兩側(cè)設(shè)有隔板，使新風(fēng)與排風(fēng)逆向流動(dòng)。轉(zhuǎn)輪芯片用特殊的紙或鋁箔制成，其表面涂上吸濕性涂層，形成熱、濕交換的載體，它以10-12r/min的速度旋轉(zhuǎn)，先把排風(fēng)中的冷熱量收集在蓄熱體（轉(zhuǎn)輪芯）里，然后傳遞給新風(fēng)，空氣以2.5-3.5m/s的流速通過(guò)蓄熱體，靠新風(fēng)與排風(fēng)的溫差和蒸汽分壓差來(lái)進(jìn)行熱濕交換。所以，既能回收顯熱，又能回收潛熱。 1） 轉(zhuǎn)輪換熱器的功能與適用范圍 功 能 適用范圍 有優(yōu)良的吸濕性能，可回收顯熱與潛熱，效率可達(dá)70%（有覆有吸濕性涂層的輪體） 有濕度要求的空調(diào)系統(tǒng)，如紡織廠、造紙廠和一些生產(chǎn)車(chē)間 無(wú)吸濕性性要求，主要回收顯熱時(shí)，應(yīng)使用顯熱回收器，表面無(wú)涂層。當(dāng)排風(fēng)溫度低于露點(diǎn)時(shí)，有吸濕可能，也回收潛熱。 體育館、百貨商店，工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng) 2） 轉(zhuǎn)輪換熱器的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 1.能回收顯熱和潛熱 1. 裝置較大，占用建筑面積和空間多 2. 排風(fēng)與新風(fēng)逆向交替過(guò)程中具有一定的自?xún)糇饔?2. 接管位置固定，配管靈活性差 3. 通過(guò)轉(zhuǎn)速控制，能適應(yīng)不同的室內(nèi)外空氣參數(shù) 3. 有傳動(dòng)設(shè)備，自身需要消耗動(dòng)力 4. 回收效率高，可達(dá)到70~80% 4. 壓力損失較大，易臟堵 5. 能應(yīng)用于較高溫度的排風(fēng)系統(tǒng) 5. 有滲漏，無(wú)法完全避免交叉污染 3) 影響轉(zhuǎn)輪換熱器效率的因素： a. 空氣流速：空氣流過(guò)轉(zhuǎn)輪時(shí)的迎風(fēng)面流速越大，效率越低，反之效率則高，推薦風(fēng)速2~4m/s。 b. 轉(zhuǎn)輪兩側(cè)氣流入口處，需要加裝空氣過(guò)濾器。 c. 設(shè)計(jì)時(shí)，必須計(jì)算校核轉(zhuǎn)輪上是否會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜、結(jié)冰現(xiàn)象；必要時(shí)應(yīng)在新風(fēng)管上設(shè)空氣預(yù)熱器，或在熱回收器后設(shè)溫度自控裝置，當(dāng)溫度達(dá)霜點(diǎn)，就發(fā)出信號(hào)關(guān)閉新風(fēng)閥門(mén)或開(kāi)啟預(yù)熱器。 d. 由于全熱交換器轉(zhuǎn)輪需要?jiǎng)恿?，并且增加了阻力，從而增加輸送?dòng)力和增加投資，因此，必須計(jì)算回收效應(yīng)，當(dāng)總能耗節(jié)約顯著時(shí)， 方可選用。 e. 適用于排風(fēng)不帶有害物或有毒物質(zhì)的場(chǎng)所。 2. 低溫?zé)峁軗Q熱器 1942年，美國(guó)工程師提出了熱管原理，20世紀(jì)60年代初，開(kāi)始研究和試制，最早被用于航天器與核反應(yīng)堆，20世紀(jì)70年代，熱管換熱器作為全新風(fēng)系統(tǒng)中的熱能回收裝置而最終在暖通行業(yè)中體現(xiàn)出卓越的優(yōu)越性。熱管是靠自身內(nèi)部液體的相變來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的傳熱元件，它有以下特點(diǎn)：⑴每根熱管都是永久性密封的，傳熱時(shí)沒(méi)有額外的能量損耗，無(wú)運(yùn)行部件，運(yùn)行可靠性高。⑵熱管換熱器的結(jié)構(gòu)決定了它是典型的逆流換熱，熱管又幾乎是等溫運(yùn)行，因此熱管換熱器具有很高的效率。⑶因冷熱氣體的換熱在熱管的外表面進(jìn)行容易擴(kuò)展受熱面積。⑷冷熱氣體中間用隔板隔開(kāi)，沒(méi)有泄漏，因此沒(méi)有交叉污染問(wèn)題。⑸由于流體流動(dòng)通道寬敞，阻力損失小。⑹每根熱管完全獨(dú)立，維修方便。⑺從環(huán)境的適應(yīng)性，余熱回收效率、壓力損失、防止堵塞、清洗、壽命等綜合指標(biāo)看，熱管換熱器占據(jù)優(yōu)勢(shì)。 工作原理：熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成，在抽成真空的管子里充以適當(dāng)?shù)墓ぷ饕?，再將其兩端密封。熱管既是蒸發(fā)器又是冷凝器。熱流吸熱的一端是蒸發(fā)段，工質(zhì)吸收熱后蒸發(fā)汽化，流動(dòng)至另一端即冷凝段放熱液化，并依靠毛細(xì)力作用流回蒸發(fā)段，自動(dòng)完成循環(huán)。 熱管換熱器由單根熱管集裝在一起，中間用隔板將蒸發(fā)段與冷凝段分開(kāi)，熱管換熱器靠熱管內(nèi)工質(zhì)的相變完成熱量傳遞。每一根熱管就是一個(gè)無(wú)動(dòng)力的制冷循環(huán)系統(tǒng)，傳熱速度是相同金屬的數(shù)千倍至萬(wàn)倍， 0.1℃的溫差即有熱響應(yīng)，它最初用于人造衛(wèi)星上解決向陽(yáng)面和背陰面的受熱不均勻，是人造衛(wèi)星上必備設(shè)備之一?，F(xiàn)在，越來(lái)越廣泛的用于空氣調(diào)節(jié)和余熱回收領(lǐng)域，日本早稻田大學(xué)的一位專(zhuān)家說(shuō)：“日本特別重視節(jié)能和環(huán)保，而熱管技術(shù)以其高效的傳熱性，為節(jié)能環(huán)保找到了一條新路”。熱管換熱器在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)中均有介紹和選用方法。 1） 低溫?zé)峁軗Q熱器的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 1. 結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積的傳熱面積大 1. 只能回收顯熱，不能回收潛熱 2. 沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不額外消耗能源 2. 接管位置固定，缺管配管的靈活性 3. 每根熱管自成換熱體系，不宜臟堵，便于更換 4. 熱管的傳熱是可逆的，冷熱流體可以變換 5. 冷、熱氣流之間的溫差較小時(shí)，也能得到一定的回收效率 6. 本身的溫降很小，接近于等溫運(yùn)行，換熱效率高，60~70% 7. 使用壽命長(zhǎng)，12年以上 2） 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： a. 低溫?zé)峁苓m用于溫度-40℃~80℃，全年可使用，回收冷量時(shí)，角度與熱量相反。 b. 迎面風(fēng)速宜采用1.5~3.5 m/s。 c. 冷、熱端之間的間隔板，采用雙層結(jié)構(gòu)，可杜絕因漏風(fēng)而造成交叉污染。 d. 換熱器可垂直或水平安裝，既可以幾個(gè)并聯(lián)，也可以幾個(gè)串聯(lián)。 e. 當(dāng)氣流的含濕量較大時(shí)，（此時(shí)有潛熱回收，可作為余量） f. 應(yīng)設(shè)計(jì)凝水排除裝置。 g. 啟動(dòng)換熱器時(shí)，應(yīng)使冷、熱氣流同時(shí)流動(dòng)，或使冷氣流先流動(dòng)，停止時(shí)，應(yīng)使冷、熱氣流同時(shí)停止，或先停止熱氣流。 遼寧省能源論證會(huì)對(duì)于熱管換熱器的結(jié)論為："該裝置是二級(jí)加熱設(shè)備，第一級(jí)用KLS系列低溫?zé)峁軗Q熱器回收排風(fēng)余熱來(lái)預(yù)熱新風(fēng)。第二級(jí)選用通風(fēng)工程常用的SRZ型空氣加熱器，二級(jí)串聯(lián)一體，結(jié)構(gòu)新穎，工程實(shí)用，是集中供暖、通風(fēng)于一體的新型節(jié)能補(bǔ)風(fēng)加熱機(jī)組。該產(chǎn)品使用的排風(fēng)余熱回收裝置是KLS型熱管換熱器，這種熱管換熱器經(jīng)國(guó)家機(jī)械委和北京市科委鑒定認(rèn)為該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，運(yùn)行維護(hù)方便，該產(chǎn)品已生產(chǎn)300多臺(tái)，用戶(hù)反映良好，所以該機(jī)組的核心設(shè)備是可靠的。該產(chǎn)品節(jié)能效果顯著，可回收排風(fēng)余熱60﹪，投資回收期1-2年。同時(shí)還可以減少環(huán)境的污染。與會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為，該產(chǎn)品應(yīng)在我省企業(yè)中積極推廣使用，在使用過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)完善提高，有利于我省節(jié)能工作的開(kāi)展” 二、低溫?zé)峁軗Q熱器節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益分析： 按沈陽(yáng)地區(qū)冬季室外-19℃，室內(nèi)20℃計(jì)算如果排風(fēng)量為30 000立方米/時(shí)，能量損失為37萬(wàn)Kal/h,相當(dāng)于0.7噸的鍋爐每小時(shí)產(chǎn)生的熱量。熱管換熱器每小時(shí)可回收的的熱量按效率60%計(jì)算為22.2萬(wàn)Kal/h。 1. 板式熱交換器的工作原理： 利用特殊的紙質(zhì)材料或鋁泊裝配成上下各層間隔而成的通道，進(jìn)風(fēng)通過(guò)單數(shù)層通道，排風(fēng)通過(guò)雙數(shù)層通道，通過(guò)空氣與層板的接觸傳遞熱量，送風(fēng)與排風(fēng)逆流時(shí)效率最高，但逆流運(yùn)動(dòng)時(shí)，材料受力最大，容易吹破交換器，所以常采用叉流結(jié)構(gòu)，作成全熱時(shí)，表面應(yīng)涂上吸濕性材料。 板式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 1. 構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全 1. 設(shè)備體積較大，需占用較多建筑空間 2. 沒(méi)有傳動(dòng)設(shè)備，不消耗電力 2. 易臟堵，不易清洗，阻力大。 3．不需要中間熱媒 3. 大風(fēng)量時(shí)，選用有局限性 4. 設(shè)備費(fèi)低 板式換熱器設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)注意： i. 僅適用一般空調(diào)工程，當(dāng)排風(fēng)中含有有害成份時(shí)，不宜選用。 ii. 因阻力損失較大，為了在過(guò)渡季節(jié)能利用新風(fēng)，減少能耗，在換熱器旁應(yīng)設(shè)計(jì)旁通風(fēng)管，以便讓新風(fēng)從旁通通過(guò)。 iii. 與換熱器連接的風(fēng)管和旁通風(fēng)管上，必須安裝密閉性較好的風(fēng)閥。 ⅳ. 安裝的位置應(yīng)便于芯體更換