楊立民

（廣東省工業(yè)設(shè)備安裝公司，廣東 廣州510080）

前言

隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，國民經(jīng)濟能耗逐年大幅度增加，國家能源安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)。其中建筑能耗約占國民經(jīng)濟總能耗的30%，由于近年城鄉(xiāng)民用建筑面積不斷的增加，建筑能耗的比例呈上升趨勢，建筑能耗情況非常嚴峻，不容樂觀。空調(diào)系統(tǒng)作為建筑的主要能耗之一，如何提高空調(diào)系統(tǒng)能效，節(jié)約能源也就成為現(xiàn)下刻不容緩的研究課題。本文結(jié)合中山市某五星級酒店實例，針對其傳統(tǒng)的送排風(fēng)系統(tǒng)提出以熱回收形式的節(jié)能方案，并對其應(yīng)用性及經(jīng)濟性作出分析。

1 熱回收技術(shù)

1.1 新、排風(fēng)系統(tǒng)熱回收原理

隨著高層建筑的迅速發(fā)展，高氣密化、高隔熱化影響到人們的工作和生活環(huán)境，人們對室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也越來越高，都渴望擁有一個健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。人們越來越注重室內(nèi)空氣品質(zhì)，對引進室外新風(fēng)換氣提出了更高的要求，但是換氣必然會帶來能量的損失，引入新風(fēng)需要消耗更多的能量，因此需要考慮一種有效的節(jié)能方法。傳統(tǒng)的全新風(fēng)機組是對新風(fēng)的直接處理，因此負荷大，效率低，能耗大，而排風(fēng)系統(tǒng)也是將排風(fēng)直接排放，浪費了大量能量。新風(fēng)系統(tǒng)的熱回收通過將新風(fēng)與排風(fēng)進行能量的熱交換，將排風(fēng)排掉的能量由新風(fēng)帶回，并且利用排風(fēng)的剩余能量通過制冷系統(tǒng)對新風(fēng)進行冷卻或加熱處理，提高了壓縮機系統(tǒng)的能效比，排風(fēng)能量通過兩次回收達到最大化的節(jié)能效益。

1.2 空調(diào)系統(tǒng)常用熱回收方式

根據(jù)使用場所的不同和用戶終端的具體需求，熱回收可以采用多種不同的形式，目前空調(diào)系統(tǒng)常用的幾種熱回收方式有轉(zhuǎn)輪換熱器、板式換熱器、熱管換熱器及乙二醇排管式等，對幾種熱回收方式的比較見表1

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以上各種熱回收方式各有優(yōu)缺點，往往需要根據(jù)不同的建筑物類型和送排風(fēng)形式來選用相應(yīng)的熱回收方式。

2 熱回收技術(shù)在五星級酒店中的應(yīng)用

結(jié)合工程實際情況，本文以中山市某酒店為例，介紹和分析熱回收技術(shù)在五星級酒店工程中的應(yīng)用情況。

2.1 工程概況

該五星級酒店工程位于中山市，地下一層為服務(wù)人員使用區(qū)域；地上18層，其中首層至三層為商業(yè)、餐飲及辦公區(qū)域，四層為管道設(shè)備層，五層至十八層為酒店客房，裙樓大空間場所采用全空氣系統(tǒng)，塔樓客房等小空間場所采用新風(fēng)加風(fēng)機盤管送風(fēng)形式，客房內(nèi)另設(shè)置機械排風(fēng)，客房部分新風(fēng)、排風(fēng)設(shè)備均統(tǒng)一設(shè)置在四層設(shè)備層。

由于五至十八層客房的送排風(fēng)設(shè)備統(tǒng)一設(shè)置在四層，送風(fēng)設(shè)備和排風(fēng)設(shè)備各自集中于一處，相對獨立，設(shè)備層管線比較密集，空間比較小，輪轉(zhuǎn)式和板式均不適宜安裝，因此采用乙二醇排管方式進行熱回收，通過將排管接入排風(fēng)側(cè)，回收室內(nèi)排風(fēng)能量，經(jīng)過排管內(nèi)的冷媒帶入新風(fēng)側(cè)的排管內(nèi)來實現(xiàn)新風(fēng)預(yù)處理，從而實現(xiàn)節(jié)能。

2.2 乙二醇排管式工作原理

乙二醇熱回收系統(tǒng)是包括排風(fēng)側(cè)熱量回收機組和送風(fēng)側(cè)新風(fēng)處理機組以及循環(huán)泵和相應(yīng)的流體管路組成的一套自成的系統(tǒng)。這種機組在夏季可以回收空調(diào)排風(fēng)中的冷量，冬季可以回收排風(fēng)中的熱量。簡單來說，該系統(tǒng)就是以乙二醇溶液為媒介，把排風(fēng)的能量轉(zhuǎn)移到新風(fēng)中，從而減少了新風(fēng)處理所需的能量，達到節(jié)能的目的。其工作原理圖如下如圖所示。

夏季工況時，乙二醇溶液泵開啟，當(dāng)載冷劑乙二醇溶液流過帶熱回收盤管的排風(fēng)機時，因排風(fēng)溫度低于乙二醇溶液的溫度，使乙二醇溶液溫度降低，顯熱被乙二醇溶液吸收，排風(fēng)溫度升高后排出室外；當(dāng)?shù)蜏氐囊叶既芤毫鹘?jīng)新風(fēng)空調(diào)機組時，因新風(fēng)溫度高于乙二醇溶液的溫度，乙二醇溶液溫度升高，使新風(fēng)溫度降低；溫度升高的乙二醇再流過排風(fēng)機組，完成一次循環(huán)。反復(fù)循環(huán)，即完成了熱回收，將排風(fēng)中的冷量帶回新風(fēng)中去。冬季工況時，乙二醇溶液通過與夏季工況相同的循環(huán)過程把排風(fēng)中的熱量轉(zhuǎn)移到新風(fēng)中去。

2.3 實施方案

根據(jù)乙二醇排管熱回收工作原理，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，本工程在四層設(shè)備層增加熱回收式新風(fēng)、排風(fēng)機組，并增加乙二醇溶液泵，乙二醇溶液水管線連接至熱回收式新風(fēng)、排風(fēng)機組，其機組水管路連接簡圖如下圖所示。

如圖中所示，乙二醇熱回收機組包括排風(fēng)側(cè)熱回收機組、送風(fēng)側(cè)熱回收機組和水管路系統(tǒng)。機組冬季回收熱量的過程中，K1、K2、K3閥門關(guān)閉；K4、K5、K6開啟，乙二醇溶液沿紅色箭頭流動。機組夏季回收冷量的過程中，K1、K2、K3閥門開啟；K4、K5、K6關(guān)閉，乙二醇溶液沿藍色箭頭流動。經(jīng)過這樣的流程調(diào)整，可以最大程度減小水泵在系統(tǒng)循環(huán)中對回收效率造成的影響，可以達到最佳的熱回收效果。

2.4 經(jīng)濟分析

2.4.1 熱回收量計算方法

Q=C＊L＊Ρ空＊△t/3600

其中，Q為熱量回收量，KW;C為空氣的比熱容，可近似取值1.0 KJ/(Kg*℃)；L夏季為排風(fēng)機組的風(fēng)量，冬季為新風(fēng)機組的風(fēng)量，m3/h；Ρ空為空氣的密度，可近似取值1.2kg/m3；△t夏季為排風(fēng)溫度差，冬季為新風(fēng)溫度差。

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由上表可知，夏季回收冷量94.9kw，冬季回收熱量175.3kw，平均用水量22464 kg/h。

2.4.3 初投資分析

根據(jù)乙二醇熱回收系統(tǒng)水管路圖，及以上計算結(jié)果可知：a)采用乙二醇熱回收系統(tǒng)需增加熱回收新風(fēng)、排風(fēng)機組；b)需增加系統(tǒng)輔助設(shè)備，包括水泵，閥門，管線，保溫材料等；c)根據(jù)夏季及冬季熱回收量情況，可相應(yīng)減小制冷主機容量；d)可節(jié)省冷卻水用水量，冷卻塔容量也可相應(yīng)減小。

2.4.4 運行費用分析

a)夏季：能效比按3.5，運行時間按3個月的空調(diào)使用，預(yù)計每天工作16小時計算，即16×30×3=1440小時，電價1.1元/kw.h

（94.9÷3.5）×1440×1.1=42949

則3個月的空調(diào)使用可節(jié)約電費42949元。

b)冬季：能效比按3.4，運行時間按3個月的空調(diào)使用，預(yù)計每天工作16小時計算，即16×30×3=1440小時，電價1.1元/kw.h

（175.3÷3.4）×1440×1.1=81669.2

則3個月的空調(diào)使用可節(jié)約電費81669.2元。

安裝熱回收系統(tǒng)后，每年系統(tǒng)運行，將減少電費支出124618.2元。

2.4.5 匯總計算

根據(jù)以上計算及分析，采用乙二醇排管方式熱回收系統(tǒng)，不僅可以減少初投資，也可節(jié)省運行過程中的用電費用。匯總計算表如下：

安裝熱回收設(shè)備后可每年減少電費支出124618.2[元]

假設(shè)增加設(shè)備投資185500[元]

投資的回收期約為1.5[年]

3 應(yīng)用分析

熱回收系統(tǒng)實際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題。針對本工程實例，乙二醇系統(tǒng)在應(yīng)用時應(yīng)注意以下幾個問題：載冷劑乙二醇是具有一定揮發(fā)性、有毒性的溶液，整個系統(tǒng)定壓和補液必須選擇閉式膨脹水箱，以避免乙二醇的揮發(fā)和空氣污染管路系統(tǒng)。排風(fēng)側(cè)的熱回收盤管必須設(shè)有冷凝水盤和冷凝水排水系統(tǒng)，凝結(jié)水管應(yīng)有足夠的坡度接至下水道排走。由于介質(zhì)乙二醇是有毒流體，輸送有毒流體的管道必須進行泄漏性試驗。泄漏性試驗應(yīng)在壓力試驗合格后進行試驗，介質(zhì)宜采用空氣，試驗壓力為0.8Mpa。泄漏性試驗應(yīng)重點檢驗閥門填料函法蘭處放空閥排氣閥排水閥等以發(fā)泡劑檢驗不泄漏為合格。在管道泄露性試驗合格后，方可進行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試過程中注意管道壓力狀況，如有任何突發(fā)狀況，應(yīng)立刻做好防范措施。

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4 結(jié)束語

通過熱回收技術(shù)的應(yīng)用，一方面減少了整個空調(diào)系統(tǒng)的投資，另一方面，又減少了能源（電能）的浪費。既滿足了客戶的使用需求，又降低了運營成本，減少了業(yè)主的投資額度，同時也完成了具有重大現(xiàn)實意義和社會效益的"節(jié)能"工作，在一定程度上緩解了國家能源危機的現(xiàn)狀。

[1]《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》

[2]《乙二醇熱回收空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能分析》劉傳聚《暖通空調(diào)》

[3]《乙二醇熱回收系統(tǒng)節(jié)能初探》黃益?zhèn)ァ吨评淇照{(diào)與電力機械》