但是随着空隙尺寸大小的换热器不同

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　　全热交换器的工作原理 2003 年出现的 SARS 疫情，使我们人类的健康面临严峻的挑战， 2009 年又爆发了猪流感，于是关于人居环境的空气品质问题多有讨 论，提出健康空调是今后空调的发展方向。 但究竟什么是健康的空调，怎样去实现健康舒适的空调，关于这 个问题，舒适 100 也进行了一些分析，指出全空气系统是的空 调系统，它可以实现对建筑热湿控制及空气品质的全面控制，同时也 为充分利用自然资源，进行全新风运行提供条件。 加大新风量是实现良好空气品质的方法，只从空气品质的角 度来说，进行全新风运行的空调系统才是的系统，可是由此带来 的能量消耗确实是非常大的。根据武汉的气象资料计算，当室内设计 值在 26℃，60%时，对于公共建筑，处理 1m3/h 新风量，整个夏季 需要投入的冷能能耗累计约 9.5kw·h 左右。可见加大新风量后，能量 消耗就有很大增加。因此，需要在新风与排风之间加设能量回收设。 1 目前市场上的能量回收设有两类： 一类是显热回收型，一类是全热回收型。显热回收型回收的能量 体现在新风和排风的温差上所含的那部分能量；而全热回收型体现在 新风和排风的焓差上所含的能量。单从这个角度来说，全热性回收的 能量要大于显热回收型的能量，这里没有考虑回收效率的因素。因此 全热回收型是更加节能的设。 按结构分，热回收器分为以下几种： （1）回转型热交换器 （2）热回收环热交换器 （3）热管式热交换器 （4）静止型板翅式热交换器 在以上几种热交换器中，热回收环型和热管型一般只能回收显 热。回转型是一种蓄热蓄湿型的全热交换器，但是它有转动机构，需 要额外的提供动力。而静止型板翅式全热交换器属于一种空气与空气 直接交换式全热回收器，它不需要通过中间媒质进行换热，也没有转 动系统，因此，静止型板翅式全热交换器（也叫固定式全热交换器） 是一种比较理想的能量回收设。 2 固定式全热交换器的性能 2.1 固定式全热交换器 固定式全热交换器是在其隔板两侧的两股气流存在温差和水蒸 气分压力差时，进行全热回收的。它是一种透过型的空气——空气全 热交换器。 这种交换器大多采用板翅式结构，两股气流呈交叉型流过热交换 器，其间的隔板是由经过处理的、具有较好传热透湿特性的材料构成。 2.2 三种效率的定义 全热交换器的性能主要通过显热、湿交换效率和全热交换效率来 评价，它们的计算公式为： 显热交换效率： SE= 湿交换效率： ME= 全热交换效率： EE= 其中：Gmin——质量流量小的一侧的空气流量 i1、i2——分别为两侧空气入口的焓值 t1、t2——分别为两侧空气入口的温度 ——分别为两侧空气入口的焓值 cp ——质量流量小的一侧的空气的比热 对效率定义的表达式很多，但本质的定义还是上述对效率的表 达式。这三种效率本质的定义都是：实际交换的量（热量或者湿量） 与可能达到的理想的的交换量的比值。 2.3 效率的影响因素 对全热交换器的效率有以下影响因素： （1）所用材质的热物性参数 （2）隔板两侧空气的进风参数（包括：风量、速度、温度、相 对湿度等） 在上述的第二个因素中，新风的热力参数，也就是室外的气象条 件，对全热交换器的效率也是影响很大的。 材质的热物性参数以及室外气象条件对三种效率的影响，这两种 因素对潜热效率的影响要比对显热效率的影响明显。 从能耗的角度分析了全热交换器在武汉的使用情况，指出气候条 件越潮湿，全热交换器比显热交换器更有优势，并得出武汉的潜热回 收效率在一年中的大部分时间保持在 60%的结论。 关于效率的影响因素，得出下列结论： （1）静止型板翅式全热交换器的显热效率和潜热效率取决于材 质的热物性参数、平隔板两侧的界面风速和风量比，而与进风参数无 关。 （2）用纤维性多孔质基材制成单元体的全热交换器在传递能量 和湿量时，温度效率与基材的工艺处理无大关系，而潜热交换效率主 要由材质的透湿特性决定。 （3）在显热效率不等于潜热效率时，全热效率与进风的温湿度 条件有关。 3 固定式全热交换器的关键问题固定式全热交换器性能的高 低，除了与使用地区的气候条件有关外，主要取决于所用材质的热物 性能的好坏。 目前的文献或已有的产品中所提到的材质有两种：一种是特殊的 纸，另外一种是膜。但是不管用哪种材质，从传热传质机理来讲，可 以分为两种：一种是多孔渗水材料，它的传质机理是对流扩散，传递 动力是压力差；另一种是非渗水材料，传质机理是纯分子扩散，传递 动力是浓度差。 对于材质的性能，大部分研究者关注的都是它的传热传湿性能。 但是，材质的传递气体（特别是各种污染气体）的性能应该是更加值 得关注的。尤其是当全热交换器用于一些特殊场合（比如医院）的空 调系统时，空调系统的排风中带有污染的气体，在回收排风中的热量 的同时，不能使污染气体也扩散到新风中去。即便是在普通的大型中 央空调系统中，当有大规模的空气传播流行病爆发时,空调系统需要 切换到全新风运行模式，此时的排风中携带有各种病毒，因此也不能 使这些病毒通过全热交换器的材质传递到新风中去。所以，从空调系 统的健康性和安全性考虑，材质的传递污染气体的性能是更应值得关 注的。 4 理论模型的建立用多孔介质传热传质的理论建立模型，分析材 质的传热传湿性能。目前的大部分研究所建立的模型都建立下列的数 学模型： 通过材质的传热传质过程简化为三个步骤： （1）材质一侧的吸附过程 （2）通过材质的扩散过程 （3）材质另一侧的解析过程 根据多孔介质传质理论可知，多孔介质中的质量传递属于分子扩 散形式。但是随着空隙尺寸大小的不同，这种分子扩散质量传递的特 点与规律有所不同，所遵守的质量传递定律的表达式亦有所差别。简 要分析为： （1）当空隙的定性尺寸远大于分子自由程时，遵守 Fick 定律， 称为 Fick 扩散。 （2）当空隙的定性尺寸远小于分子自由程时，发生的是 Knudsen 扩散。此时，流体分子同璧面的碰撞品率比它们之间碰撞的频率高很 多，当流体分
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