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摘 要：相比传统热管，脉动热管具有结构简单无芯，形状可以任意弯曲，当量传热系数大，体积小等特点。脉动热管作为一种体积小型化、高热流密度和低成本的传热元件，具有很好的发展前途，近年来脉动热管在空调系统排风余热（冷）回收中发挥较大的作用。本文基于笔者在珠海和佳医疗设备股份有限公司的工作经验，研究脉动热管在空调系统排风余热（冷）回收中的应用，希望能够为提升空调系统的功能做出一些贡献，为医院的空气净化工作略尽绵薄之力，为病人提供清新健康的休养环境。
关键词：脉动热管；空调系统；排风余热（冷）回收
脉动热管因其具有结构简单、成本低廉、制造容易等特点在电子设备和微电子的热处理方面应用广泛，随后人们发现脉动热管在重力场异常的情况下依然能够正常运行，因此脉动热管在航空领域也有广泛的应用前景。我国经济的持续增长伴随着能源的消耗，随着节能减排和可持续发展观的提出，人类在节约能源和寻找清洁能源两个方面加大研究力度，空调耗能占据能源消耗很大的比重，空调节能逐渐成为研究的热点，本文对脉动热管的应用领域进行拓展，将脉动热管应用于空调系统排风余热（冷）回收中。
1.现有的空调回收装置的特点
显热回收装置和全热回收装置是空调热回收装置的两大类别。显热回收装置主要有板式显热换热器、中央热媒换热器和热管式换热器；全热回收装置主要有轮式全热交换器、热泵式换热器以及板翅式换热器。
板式显热换热器具有结构简单，价格低廉，不需要消耗动力，无温差损失等优点，缺点是体积较大，很不灵活，传热效率不高。中央热媒换热器更换的气体清新，不造成交叉污染，布置灵活，但需要消耗动力，温差损失大，传热效率低。热管式换热器无需消耗动力，不同相态间流体的能量回收也可行，不造成交叉污染，但因其结构的特点导致其在余热回收时要在换季时节调整气流方向。
轮式全热交换器能够自行清洁转轮、控制转速，传热效率比较高，缺点是不能避免交叉污染，体积较大，消耗动能。板翅式全热交换器无需驱动能耗，容易造成尘埃阻塞。热泵式换热器占用空间小，自身耗能低，也不造成交叉污染，效率和费用适中。
2.脉动热管技术及特点分析
脉动热管作为一种新型的传热元件，具有结构简单，体积小，传热系数大等特点，近年来在不同领域的应用范围逐渐扩大。
脉动热管看似结构简单，其实运行过程十分复杂，与传统的热管十分不同。图1是脉动热管的结构示意图。
脉动热管的构成材料是一根直径约1-5mm的金属圆管，由图可以观察到，脉动热管细长的通道中有很多长短不一的液塞和气塞，它的工作原理是：液塞和气塞在热作用下在加热段和冷却段之间做一种方向随机的脉动流动，达到热传递的效果。脉动热管内部没有吸液芯材料，难能可贵的是，脉动热管不受或者很少受到重力场的影响，它能在重力场倒置、重力场变化等环境下运行。脉动热管的这种特性表示可以使得它的安装更具灵活性。
3.脉动热管在空调系统排风余热回收中的实验研究及分析
余热回收装置外部尺寸为530mm 480mm 240mm，R134a作为工作介质，充液率是50%，基于这只是一个初步研究，笔者将安装角度设置为10°，加热方式为底部加热。实验的进行场所在实验室，空调房间的进、排风温度条件用人工模拟的方式调整。
为了测试脉动热管的热回收性能，需要引入能量回收效率E（温度效率），能量回收效率是实际换热量与理论最大换热量之比，公式如下：
式（1）当中， ms代表送风量， mmin表示送风或者排风当中风量较小者， t1、t2 分别表示送风进、出口的温度， t3是排风进口温度。在这个实验中，控制送风量和排风量相等，也就是 mmin= ms，那么式（1）简化为
从这个实验，我们可以得出下面的结论：
（1）在送风量一定的情况下，随着送风进口温度的不断提高，脉动热管回收装置的显热效率也随之提高，这句表明脉动热管发挥了作用。由于脉动热管有最小启动热负荷，如要是输入热量过少，没有达到最小启动热负荷，脉动热管内产生的蒸气泡不足以带动脉动热管运行时，脉动热管就不能发挥作用。只有当输入的热量超过最小启动热负荷，热管内部产生的蒸汽泡才能带动热管运行，热负荷增加，系统热阻反而会降低，这样脉动热管应用于空调的排风余热回收装置的热回收效率得到显著提高。
（2）送、排风进口温度保持不变的情况下，随着风量的逐渐增加，脉动热管回收装置的显热效率也逐渐降低。因为风速较高的时候，空气在脉动热管中匆匆而过，停留的时间过短，换热进行得不够完全，就被排除装置之外。在风速较低的时候，要想提高脉动热管的热回收效率则使用的设备体积足够大，所以要使这个装置运行效率最高，就有必要选择一个最佳的风速。
（3）热回收装置的整体换热效率不高，经过研讨，发现装置的热回收效率不高是因为在设计中，脉动热管的间距较大而且沒有安装肋片。
脉动热管在空调系统排风余热回收中的应用不是仅仅依靠这个实验就能说明问题，还需要大量的实验来探索，还需要对倾斜程度、液塞和气塞的相对长度、充液率等因素对回收效率的影响做进一步的研究。
结束语：
脉动热管在空调节能中作用重大，既能回收空调系统排风余热（冷），又能净化空气，改善空气质量，脉动热管的传热效率极高，相比传统的热管，更适合应用于空调系统排风余热（冷）回收。
参考文献：
[1]韩洪达，杨洪海，尹世永，周亚素，甘长德.脉动热管用于空调系统排风余热（冷）回收初探[J].暖通空调，2009，05（25）：109-111。
[2] 李晓燕，闫泽生.制冷空调节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社， 2004，09（11）：125-135
[3] 中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会. GB 50189）2005 公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社， 2005，3（12）：112-123
关键词：脉动热管；空调系统；排风余热（冷）回收
脉动热管因其具有结构简单、成本低廉、制造容易等特点在电子设备和微电子的热处理方面应用广泛，随后人们发现脉动热管在重力场异常的情况下依然能够正常运行，因此脉动热管在航空领域也有广泛的应用前景。我国经济的持续增长伴随着能源的消耗，随着节能减排和可持续发展观的提出，人类在节约能源和寻找清洁能源两个方面加大研究力度，空调耗能占据能源消耗很大的比重，空调节能逐渐成为研究的热点，本文对脉动热管的应用领域进行拓展，将脉动热管应用于空调系统排风余热（冷）回收中。
1.现有的空调回收装置的特点
显热回收装置和全热回收装置是空调热回收装置的两大类别。显热回收装置主要有板式显热换热器、中央热媒换热器和热管式换热器；全热回收装置主要有轮式全热交换器、热泵式换热器以及板翅式换热器。
板式显热换热器具有结构简单，价格低廉，不需要消耗动力，无温差损失等优点，缺点是体积较大，很不灵活，传热效率不高。中央热媒换热器更换的气体清新，不造成交叉污染，布置灵活，但需要消耗动力，温差损失大，传热效率低。热管式换热器无需消耗动力，不同相态间流体的能量回收也可行，不造成交叉污染，但因其结构的特点导致其在余热回收时要在换季时节调整气流方向。
轮式全热交换器能够自行清洁转轮、控制转速，传热效率比较高，缺点是不能避免交叉污染，体积较大，消耗动能。板翅式全热交换器无需驱动能耗，容易造成尘埃阻塞。热泵式换热器占用空间小，自身耗能低，也不造成交叉污染，效率和费用适中。
2.脉动热管技术及特点分析
脉动热管作为一种新型的传热元件，具有结构简单，体积小，传热系数大等特点，近年来在不同领域的应用范围逐渐扩大。
脉动热管看似结构简单，其实运行过程十分复杂，与传统的热管十分不同。图1是脉动热管的结构示意图。
脉动热管的构成材料是一根直径约1-5mm的金属圆管，由图可以观察到，脉动热管细长的通道中有很多长短不一的液塞和气塞，它的工作原理是：液塞和气塞在热作用下在加热段和冷却段之间做一种方向随机的脉动流动，达到热传递的效果。脉动热管内部没有吸液芯材料，难能可贵的是，脉动热管不受或者很少受到重力场的影响，它能在重力场倒置、重力场变化等环境下运行。脉动热管的这种特性表示可以使得它的安装更具灵活性。
3.脉动热管在空调系统排风余热回收中的实验研究及分析
余热回收装置外部尺寸为530mm 480mm 240mm，R134a作为工作介质，充液率是50%，基于这只是一个初步研究，笔者将安装角度设置为10°，加热方式为底部加热。实验的进行场所在实验室，空调房间的进、排风温度条件用人工模拟的方式调整。
为了测试脉动热管的热回收性能，需要引入能量回收效率E（温度效率），能量回收效率是实际换热量与理论最大换热量之比，公式如下：
式（1）当中， ms代表送风量， mmin表示送风或者排风当中风量较小者， t1、t2 分别表示送风进、出口的温度， t3是排风进口温度。在这个实验中，控制送风量和排风量相等，也就是 mmin= ms，那么式（1）简化为
从这个实验，我们可以得出下面的结论：
（1）在送风量一定的情况下，随着送风进口温度的不断提高，脉动热管回收装置的显热效率也随之提高，这句表明脉动热管发挥了作用。由于脉动热管有最小启动热负荷，如要是输入热量过少，没有达到最小启动热负荷，脉动热管内产生的蒸气泡不足以带动脉动热管运行时，脉动热管就不能发挥作用。只有当输入的热量超过最小启动热负荷，热管内部产生的蒸汽泡才能带动热管运行，热负荷增加，系统热阻反而会降低，这样脉动热管应用于空调的排风余热回收装置的热回收效率得到显著提高。
（2）送、排风进口温度保持不变的情况下，随着风量的逐渐增加，脉动热管回收装置的显热效率也逐渐降低。因为风速较高的时候，空气在脉动热管中匆匆而过，停留的时间过短，换热进行得不够完全，就被排除装置之外。在风速较低的时候，要想提高脉动热管的热回收效率则使用的设备体积足够大，所以要使这个装置运行效率最高，就有必要选择一个最佳的风速。
（3）热回收装置的整体换热效率不高，经过研讨，发现装置的热回收效率不高是因为在设计中，脉动热管的间距较大而且沒有安装肋片。
脉动热管在空调系统排风余热回收中的应用不是仅仅依靠这个实验就能说明问题，还需要大量的实验来探索，还需要对倾斜程度、液塞和气塞的相对长度、充液率等因素对回收效率的影响做进一步的研究。
结束语：
脉动热管在空调节能中作用重大，既能回收空调系统排风余热（冷），又能净化空气，改善空气质量，脉动热管的传热效率极高，相比传统的热管，更适合应用于空调系统排风余热（冷）回收。
参考文献：
[1]韩洪达，杨洪海，尹世永，周亚素，甘长德.脉动热管用于空调系统排风余热（冷）回收初探[J].暖通空调，2009，05（25）：109-111。
[2] 李晓燕，闫泽生.制冷空调节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社， 2004，09（11）：125-135
[3] 中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会. GB 50189）2005 公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社， 2005，3（12）：112-123