吉林建筑工程学院硕士学位论文
机组蒸发器，被蒸发器吸热后再进入热管的蒸发段被进一步提取热量。此时，室外新风首先进入热管的冷凝段，在冷凝段吸收冷凝热后进入热泵机组的冷凝器，进一步吸热，从而很好地实现了用室内排风的热量加热室外新风。有效提高热泵机组在寒冷地区使用的效率和运行时间。降低锅炉负荷，有效地解决了北方寒冷地区冬季新风机组的冻裂问题。
在夏季工况下，热管热泵低温热能回收系统进行制冷循环。空调室内计算温度为22～28℃，一般取26℃，排风温度约为26℃，排风预混部分新风（＞26℃），室外空气首先进入热管的蒸发段，放出热量后再进入热泵的蒸发器，在蒸发器内继续放热后温度进一步降低，再送入空调机组。室内空气首先进入热泵机组的冷凝器后再进入热管的冷凝段从而实现排风冷量的回收。此过程即为回收排风冷量的热管热泵低温热能回收装置运行工况。春秋过渡季机组运行工况与夏季相同。
本系统对节能、环保以及在北方寒冷地区的冬季提高室内空气品质，解决新风机组、热泵机组运行工况都有着十分重要的现实意义。
1.2国内外在该方向的研究现状及分析
国内外至今尚无热管热泵低温热能回收机组的新风的空调系统，Francisco 设计了一套混合式热量回收装置，是由两个热管和一个间接蒸发装置组成这套装置能够将余热再利用。目前多数为单独使用热泵或热管进行余热回收。
1.2.1国内研究和应用现状
1.2.1.1热管在国内空调热回收领域的研究和应用现状
空调系统热回收一直是暖通空调工程界研究的课题之一。热管在空调系统热回收方面的应用潜力近年引起了制冷空调行业科技工作者的高度关注，并进行了广泛的基础理论和工程应用研究；中科院工程热物理研究所和上海711研究所进行了热虹吸管换热特性的研究；哈尔滨工业大学进行了热管供热系统与热水供暖系统的技术经济性比较研究，并取得了一定的成果。航天部五院和上海市民用建筑设计院共同研制的氨—铝低温热管换热器，该装置2003年底用于上海游泳馆的空调余热回收，风量为10000m3/h，显热回收效率为60%，换热器效率为80%，年节省运行费用20余万元，效果良好，是国
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内公开报道的首例热管应用于大型空调系统热回收的工程项目。这些成果对热管及热管换热器在工程实践中的应用提供了良好的基础[8]。
1.2.1.2热泵热回收国内研究和应用现状
我国对于余热回收利用技术的发展起步较早，但发展较为缓慢。早在20世纪70年代原哈尔滨建筑工程学院与哈尔滨空调机厂联合研制成功的LHR—20恒温恒湿机上[9]，设置了风冷冷凝器回收制冷机中的冷凝废热，用于空气处理过程的二次加热，从而取代了传统的电加热器，达到了节能的目的。 目前我国暖通学者已逐渐认识到了余热回收系统用的重要性，空调系统的余热回收也成为近几年研究的重点。2003年，山东建筑工程学院李永安等研究了基于地道风的空气源热泵性能分析，研究了一种以地道风作为冷热源的热泵系统，进行了分析对比，有效的避免了空气源热泵冬季制热量下降的难题，结果表明其节能效果显著。2004年，南华大学吴毅平等，提出了基于空调排风的空气源热泵节能行分析，得出在以空调系统排风为低温热源时能较大的改善空气源热泵的性能参数分析了其节能性。2005年，湖南大学土木工程学院的杨光、汤广发、郭岩杰、刘娣、卢继龙对小型热回收装置的可行性研究，通过回收排气中的余热对引入空调系统的新风进行预热或者预冷,可以减少空调系统的能耗。得出了小型热回收装置用于暖通空调系统可行的结论,并展望了乐观的应用前景。2008年，吉林建筑工程学院环境工程学院冉春雨、王春清、陈傲雪、张淑秘等人进行了热泵热回收新风机组的实验研究，提出将热泵用于空调排风的回收并用来预热新风，并对其可行性、节能性等做出相应分析。
1.2.2国外研究现状
1.2.2.1国外热管在空调热回收领域的研究和应用现状
目前，热管技术在空调中的应用已经渗透到了很多领域。它在大型集中空调中的应用已是一项成熟的技术。在美国Mother针对许多城市的气候条件，研究热管换热器对现有空调系统的能量消耗和高峰需求的影响，主要用热管换热器回收排风的余热（或冷量）用以加热（或冷却）新风。为了计算实际热回收量，Mother使用BIN Weather Data编制了一个预测热回收量的模拟程序来计算热负荷和冷负荷。同时经济分析表明，对现有空调系统加装热管换热器的简单改装费用不到一年的时间即能收回。
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1.2.2.2热泵热回收国外应用现状 近年来，国内外各大空调制造厂商为了很好的解决热回收以达到节能目的，纷纷在他们研制的机组上加以改进，推出新一代的节能产品。美国开利公司生产的19DE系列的热回收式双管束冷凝器热泵机组和特灵公司生产的风冷式热回收式双管束冷凝器的制冷机组都是冷凝热回收的产品[10]。除美国之外，日本也十分重视新型节能的热泵产品的研发。如日本的荏原公司开发了新一代的节能热泵产品——超级热泵(NHP) [11]，此产品采用多级压缩多级冷凝技术，可将制冷剂的温度提升较高，使冷凝温度提高，致使输出较高温度的热水，它的COP可达到8.2，节能效果十分明显。尽管国外针对大型的空调制冷机组中的冷凝热回收的产品较多，但对于中小型商业建筑热的回收产品并不多见，在市场上很难见得到这种产品的出售。
1.3本课题的主要研究内容
1.3.1本课题研究的目的及方法
本课题的研究目的在于：以节能和环保为着眼点，集中目标来研究空调系统中排风的热回收利用的可行性。利用回收的热量来加热新风。本课题是利用热管热泵低温热能回收装置回收排风的热量，加热新风，从而可以减少处理新风所需要的热量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性，达到节能的目的。并能解决新风机组的防冻问题。通过试验与计算的方法来研究空调系统中排风的热回收利用的可行性。利用实验数据计算热管及热泵分别回收的热量，并计算回收的热量对新风温度的提升，找到热管热泵低温热能回收装置的节能特性。从而实现空调系统的节能和环保。
1.3.2主要研究内容
（1）搭建实验台，并检测热管、蒸发器、冷凝器、压缩机、新风机组、节流机构及一些附属设备是否正常运行。
（2）根据国内外资料，确定适合我国寒冷地区热管热泵低温热能回收装置的运行工况。确定此系统工作的条件。
（3）对热管热泵低温热能回收装置在空调系统热能回收中应用新型流程的理论探讨。
（4）对热管热泵低温热能回收装置在空调系统热能回收中应用新型流程
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的实验设计。
（5）对热管热泵低温热能回收装置在空调系统热能回收的实验测定和对其结果分析。
（6）对热管热泵低温热能回收装置在空调系统热能回收的经济性节能性、健康性进行评价，并对该节能产品在我国各地区的应用进行预测分析。
1.4本章小结
本章着重分析了在严寒地区空调及空气源热泵应用的局限性，并阐述了
空调排风热回收的可行性。提出了热管热泵低温热能回收装置, 通过本装置回收排风的热量来加热新风的空调新风预热系统模式。指出了本技术在国内外应用的现状，提出了本文的研究内容和采用的方法。
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第2章 建筑通风热能回收理论分析
2.1 建筑通风热能回收系统介绍
近年来随着国民经济的迅速发展，人们生活水平的日益提高，空调在人们生活中得到了普遍的应用。同时随着经济的快速发展，能源形势已经十分严重，人们渐渐意识到节约能源的重要性，而建筑能耗在整个国民经济的能耗中占有很大的比例，其中空调能耗又占有很大的比例，其节能性和经济性也越来越受到相关机构的重视。在建筑物的空调负荷中，新风负荷一般要占到空调负荷的30%甚至更多[12]。在常规空调中，排风不经过处理直接排至室外，难免造成其中的能量的浪费，如果能将这部分能量回收并加以利用则可在很大程度上节省能源。用排风中的余冷余热来预处理新风，不仅可以减少处理新风所需的能量，还可以降低机组负荷提高空调系统的经济性。如把空调房间的热量排放到大气中，一方面白白浪费了能量，另一方面又造成城市的热污染。如能把排掉的能量充分利用起来，从而有效地利用能源，节约有限的能源是十分必要的。正因如此，各种能量回收设备在空调系统中被越来越广泛的应用。
我国也颁布了有关法规要求在某些建筑中必须采用热回收设备。比如一些相关建筑法规中有了明文规定，如：《民用空调建筑节能用电的若干规定》中规定：“凡是空调面积在300m2以上的建筑，空调系统应选用相匹配的热回收装置，利用空调排风中的热量或冷量，总的热回收效率应达到40%～50%”。《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》中也有明文规定：“凡在客房部分设置独立的新排风系统的建筑，宜选用全热或显热回收装置，其额定热回收效率应不低于60%”。 《公共建筑节能设计标准》中也对排风热回收进行了相关的规定，并强调凡设计有独立的新风和排风系统的场合，应认真考虑回收排风中冷量来预冷新风的措施。因此随着我国法制的进一步完善，法规的进一步落实，热回收装置必将在中央空调中发挥越来越重要的作用。
排风热回收装置（air-to-air energy recovery ventilation equipment）利用气气热交换器（air-to-air heat exchanger ）来回收排风中的冷热能对新风进行预处理。根据回收热量形式的不同，主要可分为显热回收装置（heat recovery ventilation equipment,HRVE，简称热回收）和全热回收
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