夏熱冬冷地區(qū)辦公室建筑新風熱回收系統(tǒng)適用性研究

程思遠

摘 要：隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對建筑物的功能性要求也在不斷擴展，通風空調(diào)在建設工程中所占的比例也越來越大，它關系到千家萬戶的冷暖，關系到人們的健康和安全，關系到工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。然而空調(diào)的耗能占全國總耗能的15%以上，堪稱耗能大戶了，隨著經(jīng)濟水平的不斷提高，這一比例還在逐年提高，空調(diào)耗能必將對我國的能源消耗造成長期的、巨大的影響。可見，降低空調(diào)耗能勢在必行。

關鍵詞：空調(diào)熱回收系統(tǒng)；影響因素

1 熱回收裝置的特點

1.1 全熱回收裝置的特點

⑴轉輪式換熱器是一種外形似圓盤，內(nèi)部裝填一定數(shù)量的蜂巢狀芯材的轉動式空氣-空氣換熱器。主要由轉輪、驅動電動機、機殼和控制部分組成。新風、排風分別從轉輪的兩側吸入，以2.5～3.5m/s的速度逆流向流過熱回收器，來回收排風熱量。新、排風交叉污染和泄露量通常在0.5～10%之間，為了降低污染和泄露量，在轉輪內(nèi)通常設置一個雙清潔扇面，可使泄露量減小至0.013%以下。但也不能完全避免交叉污染，因此流過的氣體必須是無害物質(zhì)。轉輪式熱回收裝置可做成全熱回收型和顯熱回收型。如果是全熱回收型，其芯材由不燃性吸濕材料或帶吸濕性涂層的材料制成。轉輪式熱回收裝置的熱回收效率與通過轉芯的空氣流速和轉輪的轉速有關，換熱效率較高，全熱回收效率為50%～85%。但轉輪裝置較大，占有較多面積和空間，接管固定，帶傳動設備，消耗一定的動能。

⑵板翅式換熱器與板式顯熱抵制熱器結構相似， 僅在換熱隔板材質(zhì)上采用特殊加工的紙或膜，通過水蒸汽分壓力差進行傳熱和傳質(zhì)的交換， 熱效率低于轉輪式熱交換器，全熱回收效率為50%～70%。

⑶熱泵式換熱器， 能回收大量潛能， 熱效率高。但是需配備壓縮機， 水換熱器、儲液器、新/排風換熱器等一系列配套設備， 其本身能耗， 設備投資造價比較高。

1.2 顯熱回收裝置的特點

⑴轉輪式換熱器，顯熱型轉輪式換熱器，其芯材是由鋁合金之類的金屬薄片層層緊密盤卷堆砌而成，芯材不具吸濕能力，所以新、排風之間只有顯熱交換而無濕交換。

（2）中間熱媒換熱器， 新風與排風不會產(chǎn)生交叉污染， 供熱側與得熱側之間通過管道連接， 管道可以延長， 布置靈活方便， 適用于新風與排風熱回收點較多且比較分散的系統(tǒng)，但是須配備循環(huán)水泵， 存在動力消耗， 通過中間熱媒輸送， 溫差損失大， 換熱效率較低， 顯熱回收效率為55%～65%。

（3）板式顯熱換熱器， 結構簡單， 運行安全、可靠，無傳動設備， 不消耗動力， 無溫差損失， 設備費用較低。但是設備體積大， 須占用較大建筑空間， 接管位置固定， 缺乏靈活性， 傳熱效率較低，顯熱回收效率為50%～80%。

（4）熱管式換熱器， 無需動力消耗， 借助另一介質(zhì)的相變來傳遞熱量，一般適用于含有輕微灰塵或溫度較高的通風系統(tǒng)，換熱器傳遞效率較低，顯熱回收效率為45%～65%。

2 空調(diào)熱回收系統(tǒng)及熱回收節(jié)能概述

我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展使得人們的生活水平不斷提升，人居環(huán)境中空調(diào)和通風的能耗也越來越多，在節(jié)約能源方面，一方面需要將空調(diào)設備的使用效率提高，另一方面要對空調(diào)廢熱和余熱具有的回收潛力進行充分的發(fā)掘然后適當利用，這是很關鍵的節(jié)能方法?？照{(diào)系統(tǒng)進行能量消耗時的特點之一是排熱和蓄熱兩種處理過程同時存在，冬季時候高濕高溫的排風可以對新風進行加熱加濕，夏季時候低濕低溫的排風可以對新風進行干燥和冷卻，通過對這種特點的合理利用，空調(diào)系統(tǒng)能夠通過熱回收而達到能源的充分有效利用。

空調(diào)熱回收系統(tǒng)可以讓排風與新風進行熱量和冷量的互相交換，排風所具有的熱量或冷量可以盡可能傳遞給新風，這樣可以使得新風的供冷量或加熱量有效的減少，從而實現(xiàn)廢氣利用?？照{(diào)熱回收裝置大致可以分為顯熱回收裝置和全熱回收裝置兩種。顯熱回收裝置通過板式換熱器、熱管式換熱器、板翅式顯熱換熱器以及中間熱媒式換熱器的使用來進行熱回收，其中板式換熱器結構比較簡單，運行可靠安全并且不需要傳動設備，適用于新風管道和排風管道相距比較近的情況，板翅式換熱器比較適合汽修類的換熱，通過傳熱面積的增加來使得傳熱系數(shù)增大，相比板式換熱器具有比較高的傳熱效率，熱管式換熱器通過管內(nèi)工質(zhì)的變換來進行熱回收，換熱效果能大幅度提高，而中間熱媒式換熱器的溫差損耗較大，從而換熱效率比較落后；全熱回收裝置適用于新風具有較高的濕度的情況，通過靜止型板翅式全熱交換器和轉輪全熱交換器來進行工作，前者結構比較簡單，交叉污染少，運行安全可靠而且使用時間長，而后者具有較高的熱回收效率，但是因為有傳動設置因而具有較大的動力能耗。

3 影響空調(diào)熱回收系統(tǒng)的因素

3.1 風管漏風的影響

漏風普遍存在于空調(diào)系統(tǒng)中，主要是因為所有的風管在一定程度上都會漏風，在普通空調(diào)系統(tǒng)中，漏風量至少占到了系統(tǒng)風量的3%～5%，（漏風量的要求標準各國都不盡相同，我國國標規(guī)定最大漏風量要低于系統(tǒng)風量的10%）但是在一些典型的建筑物如商業(yè)建筑，在調(diào)查商用建筑后發(fā)現(xiàn)，很多建筑內(nèi)風管漏風達到了系統(tǒng)風量的10%，有的甚至達到30%。主要是因為外包衣不嚴密、風管的磨損、固定點不合理以及安裝工程質(zhì)量差等。

風管的漏風對能量消耗有著巨大影響，特別在一些較大的空調(diào)系統(tǒng)中，如果回風管是負壓，就會導致部分熱風直接滲進風管，加大了冷水機組的負荷。不僅如此，風管的漏風將會導致風機的能耗增加。由于在風管漏風時，系統(tǒng)為維持風量的穩(wěn)定，尤其是在定風量空調(diào)系統(tǒng)中，會自動增大風機的轉動頻率，增大風機功率，導致風機能耗增大。

3.2 回風量的影響

在空調(diào)系統(tǒng)中，除了一些對空氣品質(zhì)有特殊要求的，如醫(yī)院有感染病菌的空調(diào)系統(tǒng)，一般的空調(diào)系統(tǒng)都會采用一次回風的形式，這是出于節(jié)能需要。一個空調(diào)系統(tǒng)中經(jīng)常會同時存在熱回收和回風的循環(huán)利用，它們都是系統(tǒng)節(jié)能的措施。實際上通過簡單分析節(jié)能看出，熱回收對回風的利用是沒有直接影響，但回風很大程度上影響熱回收，對整個空調(diào)系統(tǒng)熱回收效率的影響尤為明顯。

3.3 建筑維護結構的密封性的影響

通過建筑物維護結構滲透的能量是直接散失了的，這部分的能量是浪費掉的，那么對空調(diào)系統(tǒng)來說，這部分能量就加大了系統(tǒng)的能耗，且不能回收，所以降低了空調(diào)熱回收系統(tǒng)的效率。因此加強窗戶的氣密性是節(jié)能的重要措施。

4 結束語

根據(jù)以上對熱回收裝置的分析，不論優(yōu)缺點如何，從節(jié)能的角度都是可以采用的。但選擇熱回收裝置時，應結合當?shù)貧夂驐l件、工程的實際狀況、所選空調(diào)系統(tǒng)形式、總風量、最小新風量，排風中是否含有有害氣體的情況、經(jīng)濟狀況、等多種因素，綜合考慮，進行技術、經(jīng)濟分析比較，以確定選用合適的熱回收裝置和熱回收比例。從而達到花較少的投資，回收適當比例冷（熱）量的目的。在保證室內(nèi)足夠的新鮮空氣置換的前提下，降低了空調(diào)運行中的冷負荷、熱負荷，從而降低了能耗，設計出健康、節(jié)能、環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)。

參考文獻：

[1] 涂逢祥.建筑節(jié)能（42）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2] GB 50189-2005.公共建筑節(jié)能設計標準[S].

[3] DB11/687-2009.公共建筑節(jié)能設計標準[S].