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空氣(余)熱(冷)能回收

來源:余熱回收作者:中惠熱回收 

  通風空調系統排風熱量(冷量)回收,再用于空調系統,對空調系統節能具有重要的意義,并能取得顯著的經濟效益和環境效益。目前各種能量回收設備在空調系統中越來越廣泛地被應用,國家也頒布了有關法規要求在某些建筑中必須采用熱回收裝置。如《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)中明確規定:設有集中排風的建筑,在新風與排風的溫差△t≥8℃時,當新風量Lo≥4000m3/h的空調系統,或送風Ls≥3000m3/h 的直流式空調系統,以及設有獨立新風和排風的系統,宜設置排風熱回收裝置。并規定排風熱回收裝置的額定熱回收效率不應低于60 %。

一、空氣熱回收的定義

所謂空氣余熱回收系統, 即回收建筑物內外的余熱(冷)或廢熱(冷),并把回收的熱(冷)量作為供熱(冷)或其它加熱(制冷)設備的熱(冷)源而加以利用的系統。熱回收方式比較多, 但歸納起來共兩大類, 即全熱回收裝置和顯熱回收裝置。

空氣(余)熱(冷)能回收

  全熱回收:通過特制的紙介質來完成室外和室內空氣的溫度、濕度實現能量回收。

  靜止型全熱回收器中最常用的一種是板式全熱回收器,其主要內部結構為一個板式換熱器。但它與一般的板式換熱器不同,主要是熱交換器的隔板和框架的一般為一種特殊材料的紙。這種特殊材料的薄紙,具有良好傳熱和透濕性,而不透氣。當進排氣的兩側存在溫差和水蒸氣壓力差時就會產生熱濕交換,從而實現全熱回收。

  顯熱回收:能量回收的介質通常是鋁箔,只對室外空氣和室內空氣的溫度完成能量回收。

  靜止型顯熱回收器中最常用的一種是鋁箔板式回收器,其主要內部結構為一個板式換熱器。但它與一般的板式換熱器不同,主要是熱交換器的隔板和框架的一般為親水鋁箔。親水鋁箔具有良好傳熱性,而不透氣。當進排氣的兩側存在溫差時就會產生溫度交換,從而實現顯熱回收。

二、空氣熱回收的節能潛力

  在建筑物的空調負荷中,新風負荷所占比例比較大,一般占空調總負荷的20%~30%。為保證室內環境衛生,空調運行時要排走室內部分空氣,必然會帶走部分能量,而同時又要投入能量對新風進行處理。如果在系統中安裝能量回收裝置,用排風中的能量來處理新風,就可減少處理新風所需的能量,降低機組負荷,提高空調系統的經濟性。目前熱回收設備主要有兩類:間接式,如熱泵等;直接式,它利用熱回收換熱器回收能量。

室外溫度曲線

  圖為新風系統在使用全熱回收器和新風直接引入空調系統或空調房間兩種情況下的能耗比較。從圖中可以看出,新風系統增加全熱回收器以后節能效果非常明顯。全熱回收器能實現節能的范圍為- 5.5~12℃和21~28.5℃。當室外溫度處于- 3~7℃和24~26℃時,全熱回收器的節能效果尤為明顯。這對于炎熱或嚴寒季節,空調使用處于高峰時,減少空調能耗,降低用電高峰期的電網負荷非常有利雖然夏季節能的濕球溫度范圍稍小,但這一段溫度范圍持續的時間長,空氣中潛熱量較大,因此實際的節能量也較大。

  全熱回收器應用于空調系統對于節約系統的能耗是非常有利的,尤其是在夏季炎熱時期和冬季嚴寒時期,節能非常明顯。隨著室外氣溫的變化全熱回收器的節能量是改變的,當全熱回收器節能量低于本身風機的能耗時,應停止熱交換模式,而采用旁通模式。對于室外空氣比較潮濕的地區,可供回收的熱量中潛熱部分比重很大,因此采用全熱回收器更為有利。

空氣余熱回收

  相對濕度在30%一70%范圍內,控制溫度為26℃時,可以達到IS07730對熱舒適指標PPD<=10%的要求。新風全熱回收后能降低室內相對濕度?,并且隨著全熱回收效率提高,能進一步降低PPD值。如空氣熱回收前,?為70%時,PPD值為9.8,  ?為40%時,PPD值為5.1;全熱回收后,?為70%時,熱回收效率分別為50%,60%,70%時,PPD值分別降低為9.2,9.0,8.9。由此可見,新風全熱回收可以降低室內的相對濕度,達到降低人體對環境不滿意的百分率的效果,提高室內熱環境的舒適性。

  夏季熱濕地區室內相對濕度是人體熱舒適感覺的重要影響因素。采用空氣全熱回收改進傳統的顯熱、潛熱負荷藕合處理的方法,能有效的控制和降低室內相對濕度。在相對濕度為30%一70%的范圍內,PPD值隨室內相對濕度降低而降低,提高全熱回收效率能進一步降低PPD值,從而提高熱舒適水平。

三、空氣熱回收工程實例

  某賓館室內參數設計值:夏季tn= 25℃,RH = 55 % ;冬季tn= 20℃,RH = 50 %。新風量為30m3/ h·人,賓館內總人數為600人。分析該賓館的新風系統在使用全熱回收器情況下的新風節能情況:

空氣熱能回收

  室內外溫差越大全熱回收器的節能效果越明顯,室內外溫差越小,節能效果越差。圖中,濕球溫度在11~22℃之間,即在過渡季節時,全熱回收器的節能量要小于其本身的風機能耗。因此,在過渡季節運行全熱回收器的熱交換模式是不利的,而應采用旁通模式。此時新風經過濾直接進入空調房間或者空調系統,回風經旁通閥排出室外,而過渡季節濕球溫度區間的大小取決于全熱回收器的性能;風機的耗功率越小、全熱回收效率越高,則該區間越小。

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