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空气(余)热(冷)能回收
来源:余热回收作者:中惠热回收 

  通风空调系统排风热量(冷量)回收,再用于空调系统,对空调系统节能具有重要的意义,并能取得显著的经济效益和环境效益。目前各种能量回收设备在空调系统中越来越广泛地被应用,国家也颁布了有关法规要求在某些建筑中必须采用热回收装置。如《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)中明确规定:设有集中排风的建筑,在新风与排风的温差△t≥8℃时,当新风量Lo≥4000m3/h的空调系统,或送风Ls≥3000m3/h 的直流式空调系统,以及设有独立新风和排风的系统,宜设置排风热回收装置。并规定排风热回收装置的额定热回收效率不应低于60 %。

一、空气热回收的定义

所谓空气余热回收系统, 即回收建筑物内外的余热(冷)或废热(冷),并把回收的热(冷)量作为供热(冷)或其它加热(制冷)设备的热(冷)源而加以利用的系统。热回收方式比较多, 但归纳起来共两大类, 即全热回收装置和显热回收装置。

空气(余)热(冷)能回收

  全热回收:通过特制的纸介质来完成室外和室内空气的温度、湿度实现能量回收。

  静止型全热回收器中最常用的一种是板式全热回收器,其主要内部结构为一个板式换热器。但它与一般的板式换热器不同,主要是热交换器的隔板和框架的一般为一种特殊材料的纸。这种特殊材料的薄纸,具有良好传热和透湿性,而不透气。当进排气的两侧存在温差和水蒸气压力差时就会产生热湿交换,从而实现全热回收。

  显热回收:能量回收的介质通常是铝箔,只对室外空气和室内空气的温度完成能量回收。

  静止型显热回收器中最常用的一种是铝箔板式回收器,其主要内部结构为一个板式换热器。但它与一般的板式换热器不同,主要是热交换器的隔板和框架的一般为亲水铝箔。亲水铝箔具有良好传热性,而不透气。当进排气的两侧存在温差时就会产生温度交换,从而实现显热回收。

二、空气热回收的节能潜力

  在建筑物的空调负荷中,新风负荷所占比例比较大,一般占空调总负荷的20%~30%。为保证室内环境卫生,空调运行时要排走室内部分空气,必然会带走部分能量,而同时又要投入能量对新风进行处理。如果在系统中安装能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,提高空调系统的经济性。目前热回收设备主要有两类:间接式,如热泵等;直接式,它利用热回收换热器回收能量。

室外温度曲线

  图为新风系统在使用全热回收器和新风直接引入空调系统或空调房间两种情况下的能耗比较。从图中可以看出,新风系统增加全热回收器以后节能效果非常明显。全热回收器能实现节能的范围为- 5.5~12℃和21~28.5℃。当室外温度处于- 3~7℃和24~26℃时,全热回收器的节能效果尤为明显。这对于炎热或严寒季节,空调使用处于高峰时,减少空调能耗,降低用电高峰期的电网负荷非常有利虽然夏季节能的湿球温度范围稍小,但这一段温度范围持续的时间长,空气中潜热量较大,因此实际的节能量也较大。

  全热回收器应用于空调系统对于节约系统的能耗是非常有利的,尤其是在夏季炎热时期和冬季严寒时期,节能非常明显。随着室外气温的变化全热回收器的节能量是改变的,当全热回收器节能量低于本身风机的能耗时,应停止热交换模式,而采用旁通模式。对于室外空气比较潮湿的地区,可供回收的热量中潜热部分比重很大,因此采用全热回收器更为有利。

空气余热回收

  相对湿度在30%一70%范围内,控制温度为26℃时,可以达到IS07730对热舒适指标PPD<=10%的要求。新风全热回收后能降低室内相对湿度ǿ,并且随着全热回收效率提高,能进一步降低PPD值。如空气热回收前,ǿ为70%时,PPD值为9.8,  ǿ为40%时,PPD值为5.1;全热回收后,ǿ为70%时,热回收效率分别为50%,60%,70%时,PPD值分别降低为9.2,9.0,8.9。由此可见,新风全热回收可以降低室内的相对湿度,达到降低人体对环境不满意的百分率的效果,提高室内热环境的舒适性。

  夏季热湿地区室内相对湿度是人体热舒适感觉的重要影响因素。采用空气全热回收改进传统的显热、潜热负荷藕合处理的方法,能有效的控制和降低室内相对湿度。在相对湿度为30%一70%的范围内,PPD值随室内相对湿度降低而降低,提高全热回收效率能进一步降低PPD值,从而提高热舒适水平。

三、空气热回收工程实例

  某宾馆室内参数设计值:夏季tn= 25℃,RH = 55 % ;冬季tn= 20℃,RH = 50 %。新风量为30m3/ h·人,宾馆内总人数为600人。分析该宾馆的新风系统在使用全热回收器情况下的新风节能情况:

空气热能回收

  室内外温差越大全热回收器的节能效果越明显,室内外温差越小,节能效果越差。图中,湿球温度在11~22℃之间,即在过渡季节时,全热回收器的节能量要小于其本身的风机能耗。因此,在过渡季节运行全热回收器的热交换模式是不利的,而应采用旁通模式。此时新风经过滤直接进入空调房间或者空调系统,回风经旁通阀排出室外,而过渡季节湿球温度区间的大小取决于全热回收器的性能;风机的耗功率越小、全热回收效率越高,则该区间越小。

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