脉动热管是伴随微电子技术的发展而发展起来的一种新型高效传热元件,具有结构简单、传热性能卓越等优点。设计合理的脉动热管的传热特性不受重力场或极少受重力场的影响。本课题在综合分析现有文献基础上,对脉动热管的应用领域进行了拓展,将其应用于空调排风系统的余能回收。研究成果包括以下几方面:(一)参照重力热管换热器的设计原则,对脉动热管换热器进行了初步的设计,搭建了相应的试验台。首先对脉动热管换热器的最小气动温差进行实验研究,结果表明,当风速在2.2-2.8m/s范围时,夏季工况下的最小启动温差是4℃,冬季倒置状况下的最小启动温差是9℃。其次,对影响换热器效率的因素进行了分析,结果表明,温度对换热器热回收效率的影响远大于迎面风速的影响。(二)将本实验与Mostafa A的重力热管换热器实验进行了比较。结果表明,两者的总体传热特性相似。蒸发段气流温度在30-35℃之间时,脉动热管的启动温差更小,传热综合性能优于重力热管。实验中脉动热管换热器的体积为重力热管换热器体积的89%,所消耗的铜量是重力热管换热器的54%。在空调排风系统能量回收中脉动热管显示出了较大的应用潜力。(三)脉动热管换热器在倒置状况低负荷运行时,重力场对其热回收效率影响比较大,随着蒸发段热负荷以及冷热气流温差的增大,重力场对换热效率的影响越来越小。(四)用总投资费用法对上海地区某商场排风系统安装脉动热管换热器进行能量回收后的经济估算表明,安装脉动热管换热器后,每年可节约商场空调机组电量363.1×10~3KW·h、节省电费22.4万元。设备的投资回收年限为1.88年,经济效益和社会效益明显。