基于热管与热电技术的新风系统传热性能研究

基于热管与热电技术的新风系统传热性能研究

吴俭强

广东松下环境系统有限公司 广东佛山 528000

【摘要】从实际发挥的基本作用角度展开阐释分析，空调新风技术系统实际具备和展现的传热技术性能，对现代建筑物内部空间的温度参数项目控制技术活动实施质量，发挥着极其深刻且不容忽视的影响作用，文章将会围绕基于热管与热电技术的新风系统传热性能，展开简要的阐释分析，旨在为相关领域的技术工作人员和研究人员，创造并且提供扎实且有效的经验参考支持条件。

【关键词】热管；热电技术；空调新风技术系统；传热性能；研究分析

一、空调新风技术系统传热性能研究回顾

在现代建筑工程行业领域经营运作发展过程中，外部窗户气体密封性的改善提升，以及对数量众多的具备不可开启特点的外部窗户的大量安装使用，支持建筑物内部空间的密闭性显著提升，但是其同时也会间接上引致建筑物室内环境的实际通风数量显著不足。从实际发挥的基本影响作用角度展开阐释分析，在建筑物室内空间实际获取的通风数量存在不足条件下，通常极易引致建筑物室内空间环境发生较为严重的环境污染问题，继而诱导居住在建筑物室内空间之中的民众罹患种类多样的疾病，具体涉及病态建筑综合征疾病、建筑相关性疾病、种类多样的过敏性疾病、慢性支气管哮喘疾病，以及发生在身体各个部位的恶性肿瘤疾病等。

除此之外，在常规性的自然通风过程中，受密闭性改善因素影响作用，基于建筑室内环境实际形成和保持的流场通常缺乏均匀性，客观上诱导空调设备系统提供的送风在得到有效应用之前被排出，客观上会诱导空调设备技术系统实际运行过程中的能源资源物资要素消耗数量显著增加。在上述技术情形之下，指向建筑物室内空间大量输送和提供新鲜空气，是改善优化室内空间空气环境质量状态的有效技术手段，然而，对新鲜空气供给数量的增加，通常会显著提升空调设备技术系统在实际运行使用过程中的新风负荷参数水平，继而引致空调设备技术系统在具体运行过程中的能源资源消耗数量显著增加。借由运用新风与排风推进完成热交换技术环节，能支持实现对上述技术矛盾问题的妥善解决处置，其实际发挥和彰显的技术作用效果，在于不但显著增加了建筑物室内空间环境之中的新风供给数量，改良优化建筑物室内空间的空气环境质量，其还能有效提取和回收包含在排风物质形态内部的能量，控制降低空调设备技术系统在具体运行使用过程中的能源资源消耗水平。

二、空调新风技术系统的基本组成结构与运行使用过程

（一）空调新风技术系统的基本组成结构

图1：空调新风技术系统的基本组成结构示意图

图1中呈现的是空调新风技术系统的基本组成结构。

在本项研究过程中引入的空调新风技术系统内部，主要安装配置有热管换热器技术组件、热电制冷器技术组件、复合滤网技术组件、排风滤网技术组件，以及风机技术设备等。

热管换热器技术组件借由24根处在竖直放置状态下的重力式圆形热管技术结构遵照正三角形交叉处理方式排列制作形成，其发挥的主要技术功能，在于针对新风物质形态开展再热技术处理环节/再冷技术处理环节，是空调新风技术系统在发挥换热技术功能过程中需要运用的主体结构。

热电制冷器技术组件借由6片型号为TEC-12706的热电技术模块遵照并联处理方式具体制备形成，其发挥的主要技术功能，在于针对新风物质形态开展预热技术处理环节/预冷技术处理环节，其具体运行使用过程中的电流参数项目大小可调，能够针对热管换热器技术组件的换热技术功能执行过程发挥辅助支持作用。

复合滤网技术组件被安装配置在新风物质形态流动通道的进口空间位置，其中包含3层过滤网技术结构，分别是冷触媒滤网技术结构、活性炭吸附滤网技术结构，以及包含有静电驻极应用材料的HEPA高效过滤网技术结构，其发挥的主要技术功能，在于全面彻底充分地剔除细菌、CH₂O气体物质、PM_2.5颗粒物质，以及粉尘物质等污染物，并实现对异味的有效彻底清除。

排风滤网技术组件之中包含有聚酯纤维滤纸材料，其能够发挥针对排风物质形态内部包含的杂质类物质的全面彻底清除作用。

复合滤网技术组件和排风滤网技术组件均选择使用抽屉式安装技术操作方式，以及移动式安装技术操作方式，且其能够在新风通道技术结构与排风通道技术结构之间灵活移动，便利于支持开展擦洗技术操作环节和更换技术操作环节。

除此之外，空调新风技术系统内部安装使用的风机设备是变频风机设备，其运行使用过程中的风量参数项目，可以随时开展调节干预环节。

对于已经安装配置运用热管换热器技术组件的空调新风技术系统而言，通过为其联合安装使用热电制冷器技术组件，能够有效且充分地解决处置热管换热器技术组件存在的换热技术能力相对有限问题、全热新风机技术设备压损发生程度相对较大问题，以及风量恒定技术条件下换热量参数项目不可调节改变等技术问题。

（二）空调新风技术系统的运行使用过程

空调新风技术系统能够借由发挥来源于热管换热器技术组件的相变传热技术过程，以及来源于热电制冷器技术组件的热电效应技术过程，充分提取和回收包含在排风物质形态之中的能量，继而将具体吸收获取的能量转移到新风物质形态内部，推进完成针对新风物质形态的制热技术处理环节，或者是制冷技术处理环节。

在冬季环境条件下，来源于建筑物室外环境的新风物质形态，在经由复合滤网技术组件全面彻底滤除其中包含的各类污染物之后，其将具体进入到热电制冷器技术组件的冷端技术结构组成部分经历加热处理环节，并且具体推进完成针对新风物质形态的净化处理过程和预热处理过程。

经由净化处理环节和预热处理环节的新风物质形态，在具体经由热管换热器技术组件的冷凝段组成部分之时，将会与经由蒸发段组成部分的建筑物室内排风物质形态开展热交换处理技术环节，并且具体吸收获取包含在室内排风物质形态内部的热量，推进完成针对新风物质形态的二次再热技术处理过程，继而经由风机设备被具体送入到建筑物的室内环境之中。

来源于建筑物室内的排风物质形态，在依次经由排风滤网技术组件完成杂质滤除技术环节和连续2次冷却处理技术环节之后，其将接续经由排风通道出口技术结构被排放到室外环境之中。

在夏季环境条件下，可以借由在新风通道技术结构和排风通道技术结构之间，针对移动滤网技术组件和风机设备所处空间位置展开上下移动调整干预环节，支持确保新风通道技术结构和排风通道技术结构之间，能够推进完成基于基本性使用技术功能层面的相互转换，且具体推进针对具体进入建筑物室内空间环境的新风物质形态的预冷技术处理过程和再冷技术处理过程，且其实际运用执行的技术性工作流程，与其在冬季环境中具体执行的技术性工作流程具备高度相似性。

源于空调新风技术系统的运行使用过程具备单向传热技术特点，客观上在完成供热技术功能与制冷技术功能之间的相互转换环节过程中，需要借由对移动架技术结构的运用，基于新风通道技术结构和排风通道技术结构之间，针对移动滤网技术组件和风机设备所处空间位置展开上下移动调整干预环节，且借由调节控制干预热电制冷器技术组件的工作电流参数项目大小水平，具体化调节干预处在空调新风技术系统内部的实际换热量。

在空调新风技术系统具体运行过程中，如果实际面对的换热量相对较小，则通常仅借由维持热管换热器技术组件的工作技术状态，支持完成新风物质形态与排风物质形态之间的热交换技术过程；如果空调新风技术系统实际面对的换热量处在中等水平，通常需要启动运作热电制冷器技术组件，辅助支持热管换热器技术组件完成新风物质形态与排风物质形态之间的热交换技术过程；而在空调新风技术系统实际面对的换热量处在较高水平条件下，热电制冷器技术组件将会长期处于最大性能系数工况之下，工作电流技术参数项目相对较小，且工作技术过程效率水平相对较高；在空调新风技术系统实际面对的换热量极大条件下，热电制冷器技术组件将会在额定电流状态之下维持与热管换热器技术组件之间的共同工作状态。

三、实验研究活动开展过程中遵循的主要思路

为精确验证热管换热器技术组件与热电制冷器技术组件的最优化组合运用方式，技术系统的换热能力，以及技术系统针对室内环境温度水平的影响作用，建构形成如图2所示的实验装置，推进开展相关性的研究分析环节。

图2：实验装置实物示意图

实验装置借由模拟小房间（长85.00cm×宽96.00cm×高205.00cm）、新风技术系统及控制和数据采集技术系统三大部分共同组成，其中，控制和数据采集技术系统内部主要包含直流稳压电源技术组件（30.00～60.00A）、低温恒温槽技术组件（DLSB-5/40）、直流电量表技术组件（PC05-100）及热电偶技术组件和温度采集器技术组件等。

直流稳压电源技术组件主要用于调节干预热电制冷器技术组件的工作电流强度水平，继而控制干预技术系统的制热/冷量；低温恒温槽技术组件用于控制干预新风进口位置的温度参数，继而实现对室外环境温度参数项目的有效模拟；直流电量表技术组件主要被用来实时性地监测干预热电制冷器技术组件和风机设备的实际用电量，其控制精度水平为0.01Wh；热电偶技术组件和温度采集器技术组件用于监测经过技术系统的空气温度和室内温度。

本次实验研究活动开展过程中，主要设计和运用3种技术工况条件，要将冬季环境条件下建筑物室内空间环境的温度参数项目设置成（22.00±1.00）℃，将室外温度参数项目设置成（13.00±1.00）℃，将新排风技术系统的风量参数项目设置成150.00m³/h。

对于技术工况1而言，要将工作电流参数项目设置成2.50A，继而依次完成基于组合一（新风物质形态先经过热电制冷器技术组件后经过热管换热器技术组件）和组合二（新风物质形态先经过热管换热器技术组件后经过热电制冷器技术组件）的实验研究过程，具体测算记录0.50h时间之内新风出口技术位置的温度参数项目，以及系统耗电数量。

对于技术工况2而言，要在运用组合一前提下，在热电制冷器技术组件的工作电流参数项目设置数值分别为2.50A、3.00A、3.50A，以及4.00A条件下，具体测算记录0.50h时间之内新风出口技术位置的温度参数项目，以及系统耗电数量。

对于技术工况3而言，要在运用组合一前提下，分别推进实施不存在热回收过程的新风技术工况实验研究环节和加入本系统条件下的技术工况实验研究环节，具体测算记录0.50h时间之内室内空间环境的温度参数项目的波动发生情况，以及冬季条件下室内空间环境电热供暖技术过程中的耗电量参数项目变化发生情况。

结束语：

综合梳理现有研究成果可以知道，对于空调新风技术系统而言，新风物质形态先经由热电制冷器技术组件的组合技术方式，其实际应用效果，显著优于新风物质形态先经由热管换热器技术组件的组合技术方式，且前者在具体使用过程中充分发挥彰显了空调新风技术系统所具备的热回收技术特点，全面充分提取和利用了包含在排风物质形态内部的热量要素，且将其转移传递到新风物质形态内部，继而改善优化空调新风技术系统的整体化运行性能状态。在空调新风技术系统具体运行使用过程中，伴随着热电制冷器技术组件运行过程中电流参数项目的持续增大，空调新风技术系统内部的能效比COP参数项目将会呈现出逐渐减小的变化趋势，客观上说明对于已经建构形成的空调新风技术系统而言，可以参考结合实际面对的具体化技术需求，设置形成恰当化的技术工况和电流参数项目，维持确保空调新风技术系统的良好运行状态。

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