毛細管換熱技術--工程應用與展望

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摘要：
本世紀由于亞洲經(jīng)濟崛起及世界其它國家的不斷發(fā)展，世界各國的競爭體現(xiàn)在對能源的爭奪。在此背景下, 許多與節(jié)能相關的術語, 如節(jié)能社會，節(jié)能產(chǎn)品，節(jié)能設計，節(jié)能工藝及節(jié)能技術，不斷出現(xiàn)在世界媒體當中。

本世紀初，在德國興起的毛細管網(wǎng)柵空調(diào)技術不僅在歐美國家受到越來越多的建筑師和暖通工程師的青睞，而且在我國建筑業(yè)正在引起越來越大關注。主要因為它有兩大顯著特點：第一，節(jié)能；第二，舒適。近幾年來，應用毛細管網(wǎng)柵空調(diào)技術的節(jié)能示范工程在北京、上海等地相繼出現(xiàn)。這說明毛細管網(wǎng)柵空調(diào)技術在我國已開始落地生根。事實上，毛細管技術的進一步研發(fā)和應用將不止為建筑業(yè)提供可靠的節(jié)能手段，而且為低品位能源（如太陽能、地熱、海水能、工業(yè)廢熱等）的充分開發(fā)和利用開辟了嶄新和有效的途徑。

一、毛細管網(wǎng)柵工作原理

毛細管網(wǎng)柵是采用3.4×0.55 mm 或4.3×0.8 mm 的PP-R塑料毛細管組成的間隔為10 mm – 30 mm 的網(wǎng)柵，猶如人體中的毛細管，起到分配、輸送和搜集液體的功能。在網(wǎng)柵中和人體毛細管中的液體流動速度基本相同，都在0.05 – 0.2 m/s之間。用毛細管制成的換熱設備，其單位體積的換熱面積遠遠大于已知的常規(guī)換熱器的換熱面積，因而具有超強的換熱強度。

二、毛細管輻射末端換熱技術

用水做熱媒的毛細管彈性塑料網(wǎng)柵可以直接鋪在房間圍護結構表面的下方。這樣房間的天花板、地板和墻壁就會變得非常的溫暖舒適。由于網(wǎng)柵是由間距很小的平行毛細管均勻分布，熱輻射交換面積非常大，所以室內(nèi)溫度非常均勻。但是，由于毛細管輻射末端本身不具備除濕功能，必須與新風處理系統(tǒng)聯(lián)合使用，并要求有嚴格的運行管理機制。

三、毛細管重力循環(huán)空調(diào)技術

針對毛細管輻射末端技術的不足，由德國毛細管技術的創(chuàng)始企業(yè)Clina公司與中國合作伙伴開思拓空調(diào)系統(tǒng)技術有限公司共同研發(fā)出新一代毛細管空調(diào)技術，即毛細管重力循環(huán)空調(diào)柜專利技術（呼吸墻）。毛細管重力循環(huán)技術繼承了毛細管技術的全部優(yōu)點，并且彌補了毛細管輻射末端技術的不足。它的主要特點是：1）具有除濕功能，解決了毛細管輻射末端的結露問題；2）不需要額外的新風處理系統(tǒng)，充分發(fā)揮了毛細管技術的節(jié)能潛力；3）毛細管重力循環(huán)技術的應用不受地區(qū)限制，對高溫高濕地區(qū)應用效果更為理想。

四、毛細管蓄能裝置                                             

根據(jù)毛細管換熱強，占地小的特點，開思拓發(fā)明了一種毛細管蓄能罐專利技術。蓄能罐主要是由毛細管、相變蓄能材料和罐體構成。在供暖季節(jié)，蓄能罐白天存儲太陽能，夜晚供熱。在夏季，蓄能罐白天吸收空調(diào)房間的熱量，降低房間溫度，夜晚對蓄能罐進行自然冷卻。另外，還可以將蓄能罐制成可移動式蓄能裝置，到熱電廠、工廠收取廢熱，提取海水冷量及其他廉價能量，供空調(diào)系統(tǒng)使用。開辟了能源利用的新方法、新途徑。

五、毛細管海水冷卻器

在海濱城市，利用海水作為空調(diào)冷卻水、取代冷卻塔，越來越被人們重視。這不僅因為節(jié)約了空調(diào)用水，而且由于海水溫度遠低于空氣溫度、換熱強度高，大大地提高了制冷機效率。但是，眾所周知，海水對金屬材料具有很強的腐蝕性。從而增加了金屬冷卻器的維護費用，降低了使用年限。盡管防腐技術不斷提高，傳統(tǒng)的金屬冷卻器仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。對此，德國Clina公司提供了毛細管能量收集器專利技術。毛細管集熱器是用防腐PP-R塑料制成。因此，毛細管海水能量收集器的研制和應用，不僅解決了海水腐蝕問題，而且為海水冷卻技術的發(fā)展開辟了一條新的道路。