随着社会的发展,人们越来越注重生活品质的提高和对环境人性化的追求。在节能与室内空气品质发生矛盾时,在保障人体健康的前提下如何节约能源,一直是国内外学者孜孜不倦的研究课题。用于空调排风能量回收的整体式环形肋片热管换热器有着阻力大、大风量时体积大,新、排风管道不便于布置等弊端,使其应用推广受到限制。而最早用于工业高温领域的纵向翅片热管具有较低的流动阻力和较高的换热系数,是一种高效优质的换热元件。基于纵向翅片管良好的流动特性,本学位论文提出了一个全新理念:将纵向翅片热管应用于空调排风能量回收系统。本文主要从以下六个方面进行研究:纵向翅片管管外换热与阻力特性;纵向翅片管最佳翅片几何结构参数;纵向翅片管束与常规肋片管束的热力性能比较;纵向翅片热管束整体传热与阻力特性;纵向翅片热管换热器的热力设计方案;纵向翅片热管换热器能量回收、技术经济分析及综合性能评价等。从理论上得到了如下结论:(1) 具有最佳热力性能的纵向翅片管(do=25. 4mm)翅片结构及管束排列方式分别为:翅片数目20个;翅高20mm;翅厚1. 25mm。正方形顺排,管间距ST/do=2. 8。其热力性能仅次于具有最佳管束结构的圆肋片管束(力能系数和单位金属耗量换热量分别为圆肋片管束的95%和90%)。(2) 纵向翅片热管的外热阻对总体热阻起决定性作用(占88%以上);内热阻中起支配作用的为蒸发段及凝结段汽-液界面的相变换热热阻(占内阻的96%)。(3) 当来流速度在8-16m/s时,纵向翅片热管束的整体传热系数与常规来流速度(2-4m/s)时的圆肋热管束差不多,但其流动阻力却低得多。在高来流速度下,纵向翅片热管束的整体综合热力性能较好(约为具有相同传热系数的圆肋热管束的1. 5倍)。(4) 同一系统,相同热回收效率下,纵向翅片热管换热器的初投资低于圆肋热管,仅为其53%。运行费用仅为其20%。年净效益略高于圆肋热管,约为其1. 15倍。体积仅为其一半,在大风量的场合,犹显灵活轻巧的优势。工程计算所得的纵向翅片热管换热器投资回收年限能够控制在一年以内。论文通过理论分析和模拟计算,得到:由具有最佳翅片几何结构的纵向翅片热管组成的分离式热管换热器具有高换热系数、极低流动阻力、体积小、投资回收年限短、系统布置灵活方便等不可替代的优势,将低温纵向翅片热管应用于空调排风能量回收的想法是完全可行的。本学位论文提出了将纵向翅片热管应用于空调排风能量回收的全新理念,并对纵向翅片管管外流动与换热特性、纵向翅片结构、纵向翅片热管换热器设计以及换热器综合性能的评价等方面进行了较为全面的理论分析与模拟计算,解决了一些应用中急需的基础问题,为设计、使用、推广纵向翅片热管换热器建立了一定的理论基础和设计方法。本论文得到的一些关于低温铝-氨纵向翅片热管的结论和方法,不但对其实际应用于空调排风能量回收具有一定的工程指导意义,还为纵向翅片热管在其他民用等低温领域的应用研究提供了一些参考,具有一定的参考价值。