几种主要建筑节能技术的现状与前景

　　5热管在建筑废热(冷)回收中的应用

　　热管作为一种具有低热阻、大能流密度的高效传热元件，在化工、冶金、建材等领域的余热回收中已得到了广泛应用，并表现出明显的优势，但在建筑节能中的应用研究还处于起步阶段，缺乏成熟的技术支持。

　　热管回收废热和废冷技术，是指利用热管换热器将建筑物空调系统排放的废热(冷)进行回收，用来预热或预冷新风，从而达到节能的目的。

　　5.1建筑废热(冷)能流的特征

　　虽然流入建筑物的能源形式有多种，但经过能量转换后，最终都以废气、废水或通过围护结构散热等形式排出，并具有如下特点：

　　(1)具有一定的温度，所含热(冷)量较大

　　对于大型建筑物，一般都设有集中排风和进风系统，排出气体的温度和湿度接近室内的温度和湿度，排出废气中所含的热量或冷量可达总负荷的30％～40％，有较高的利用价值。

　　(2)废热(冷)的排放和利用在时间上相一致

　　建筑废热(冷)的排放具有一定周期性，与新风的处理时间同步，因此在利用时不需要采取蓄热措施。且排风管道与新风管道往往布置在一起或相距较近，为废热(冷)的回收利用创造了条件，比较简单方便。

　　(3)废热(冷)与所需能源的品位比较接近，可以利用热管内部工质相变换热和低热阻的特点充分回收利用。

　　5.2热管换热器的优点

　　和普通换热器相比，热管换热器具有以下优点：

　　(1)效率高，节能效果明显

　　由于热管内部是靠工质的相变传热，热阻小，导热能力强，可实现小温差传热，提高换热效率。

　　(2)热管壁温可调性强

　　在设计热管换热器时，可以通过调整蒸发段和冷凝段的长度来调节加热面和冷却面的大小，进而控制加热段和冷却段的热流密度，实现对热管壁温的控制。

　　(3)可以利用热管的单向导热性控制热流方向，在不利条件下能自动终止热交换过程，避免热损失。

　　(4)能够防止新风和排风的交叉污染

　　由于热管的吸热段和放热段是二次问壁换热，即使有个别热管的一端因腐蚀而穿透，仍能保证新风和排风之间不会出现互相混合而产生交叉污染，因此用热管换热器回收废热(冷)，具有适应范围广，环境适应性强等优点，可用于医院等特殊场合。

　　5.3热管技术在建筑节能中应用的形式

　　热管技术在建筑节能中应用的形式有多种，主要有：

　　(1)用于自然通风和集中排风的热(冷)回收

　　对于大规模和人员密度高的公共建筑，如医院、宾馆等公共场所和有特殊工艺要求的生产车间，换气频率较高，换气量较大，排出的热量和冷量也较大，有较高的回收利用价值，可以利用热管换热器对废热或废冷进行回收，用于对新风的预热或预冷。根据实测，对大型建筑，排气所带走的能量占总负荷的30％～40％，如果采用该技术加以回收，可使空调系统节能7％以上。

　　(2)热管用于太阳能热水器

　　普通的集热板式太阳能热水器容易发生冬天冻裂，夜间热量逆向传递等缺陷，而真空管热管太阳能热水器则由于其结构和单向传热的特点，完全可以克服这些缺点。据统计，目前我国年产销太阳能热水器600多万m2，产值达50多亿元，太阳能热水器的保有量超过2700万m2，其中真空管热管型热水器所占比例逐渐增加，已成为世界上最大的产销国。

　　(3)用于太阳能空调

　　太阳能空调器虽然具有节能、环保和运行费用低等优势，但由于该系统设备体系比较庞大，一次性投资高，加之传统集热器的效率和温度都比较低，因此直接影响到太阳能空调器的发展。用真空管热管作为太阳能集热器的传热元件，能够把集热器温度从70℃提高到120℃，大大提高了集热器的热性能，为太阳能空调的发展提供了技术基础；而且随着热管技术的不断完善和广泛使用，热管集热器的价格将不断降低，为太阳能空调器的大规模应用提供了经济基础。

　　5.4热管技术在实际应用中存在的问题

　　虽然热管技术用于建筑节能具有许多优势，且前景诱人，但在实际应用中仍有一些问题需要解决。

　　一是用于大型建筑废热(冷)回收时，会增大排风和进风的流动阻力，从而需增大风机的压头；二是设备投资加大，且需要占用一定空间。

　　6相变蓄热材料的应用

　　由于现代建筑的围护结构大部分为轻质材料，热容小，室内温度昼夜波动大，这不仅影响着室内环境的舒适度，而且也增大了空调的负荷，造成能源的消耗加大。如果向普通建筑材料中加入相变蓄热材料，就可以制成具有较高热容的轻质建筑材料，减小室内温度的波动，达到降低能量消耗目的。

　　利用相变材料作建筑物的围护结构，如蓄热墙或蓄热地板，在冬季，白天可以将照在外墙或通过窗户进入室内的太阳能储存在蓄热材料中，晚上则由蓄热材料向室内释放热量，从而使室内温度波动减小；在夏季，可通过窗帘的遮挡和相变蓄热材料的吸热作用，延缓室温的升高，增加居住环境的舒适度，而且也能够降低用于室内空调的能量消耗。

　　7结束语

　　我国正处于城镇化和工业化快速发展时期，既有建筑总量和每年新建建筑面积都很大，而能够达到建筑节能标准的比例却很低，造成能源的极大浪费，但节能潜力也很大。因此积极开发和大力推广建筑节能新技术，在改善人们居住环境的同时降低建筑能耗水平，建设节约型社会，对保持国民经济持续发展，缓解能源的供需矛盾，具有十分重要的现实意义和长远的社会意义。因此，外墙保温技术，太阳能光热和光电技术，地热源技术，热管技术和相变蓄热材料等新技术、新能源、新材料的开发和应用具有广阔的发展前景。