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关于新风系统中全热交换和显热回收芯体的温度效率以及焓效率
来源:温度效率和焓效率作者:中惠新风 

GB 50189-2005《公共建筑节能设计标准》5.3.14 条:建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时,宜设置新排风热回收装置。新排风热回收装置(全热和显热)的额定热回收效率不应低于60%。

显热效率也称温度效率,用下式表达:

显热交换温度效率

(新风进风-新风出风)÷(新风进风-排风进风)


式中:tW室外空气温度(℃),即新风进风

tJ进风(热交换后)温度(℃),即新风出风

tP排风(热交换前)温度(℃),即排风进风


全热效率也称焓效率只要将显热效率公式中的温度t,更换为焓h:

全热交换焓效率

式中:hW室外空气焓值(J/kg)

hJ进风(热交换后)焓值(J/kg)

hP排风(热交换前)焓值(J/kg)

焓效率

在室外空气温度(即新风起点温度)、新风终点温度、排风起点温度(即室内空气温度)和排风终点温度4个参数中,标志能量回收效率只用了3个。

因为,在实际工程设计时,在选定排风能量回收装置,并根据产品样本得到显热效率或全热效率以后,所需要关注的只是新风终点温度(或焓值),而不是排风终点温度(或焓值) 。

这说明:

※能量回收效率是B/A,即室外空气温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度。简单点说就是回收的量除以室内外的差值

※而非C/A,非排风温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度。


例如:冬季室外温度为tW=-10℃, 室内温度为tP = 20℃, 如果排风热回收装置的显热回收效率为60%,求回收装置后的进风温度tJ?(8℃)

热交换效率

※ 排风能量回收是进入室内空气与室内排出空气之间的换热,能量回收效率为60%时,室外空气经能量回收装置后的进风温度从-10℃提高到了8℃。

当进入室内空气与室内排出空气的风量相等时,根据能量守衡原理: 室外空气温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度, 与排风温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度是相同的,即B = C 。

当进入室外空气与室内排出空气之间的风量不相等时:

※ 进入室内空气量<室内排出空气量时,热回收效率↑这是因为可供回收的“资源”相对多而“需求”相对少,经能量回收装置后的进风温度(或焓值)变化,会更接近室内外温差(或焓差),使B >C

※ 进入室内空气量>室内排出空气量时,能量回收效率↓。这是因为可供回收的“资源”相对少而“需求”相对多,经能量回收装置(热交换芯体)后的进风温度(或焓值),会比较接近室外温度(或焓值), 使B<C

R = 排风量/新风量

R 宜在0.75~1.33范围内

由于空调房间要保持适度正压,新风量一般大于排风量,所以一般R <1。


实际能量回收效率,也可以按照排风和新风的比例R,用下列近似方法修正:

η2 = η1×R

η2实际风量条件下的能量回收效率

η1R=1条件下的能量回收效率

以上是用于工程设计的近似估算方法。严格的计算应根据具体产品技术资料,或参考《实用供热空调设计手册》2471页图32.4-12对应于“计算风量比”的数值。

还有另一种说法:能量回收是指回收排风中的能量,当新风量大于排风量(即R<1)时,排风中的能量会被新风更多的吸收,即热回收效率会提高。

但是,能量回收效率公式不表达排风能量被吸收的程度,而是表达新风所得到能量的程度。所以,这样的理解是不对的。

北京市2009年新标准还引入了“净能量回收效率”的概念。

计算排风能量回收的节能效率时,不但要考虑空气/空气能量回收装置本身的交换效率,还应同时计算送、排风机增加的功耗。

简化系统配置方法之一,是考虑既然新风量一般会大于排风量,就没有必要全部采用带有能量回收功能的新风机组。可将所有可收集到的排风量,按照R 在0.75~1.33范围的原则,对略大于总新风量25%(如靠近集中排风系统的建筑上面若干楼层)的集中新风系统,采用带有能量回收功能的新风机组。

有些情况下,设置能量回收装置,并不是单一为了节能。在严寒地区,如果新风机组没有可靠的防冻措施,设置能量回收装置也是一个办法。

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