空调系统中排风热回收

空调系统中的排风热回收

摘要：本文详细介绍了目前常用换热器的形式、特点、及对它们之间的优缺点进行了多角度的对比，并针对具体应用中的一些实际问题提出了建议，这对合理设计和应用热回收系统有着重要的参考价值。

关键词：热回收；热交换器；节能；合理化设计；

0引言

建筑能耗是国家总能耗的重要组成部分,在欧美一些国家,建筑能耗约占全国总能耗的30%左右，我国建筑物能耗约占全国总能耗的18%～25%,并且这一比例还将随着人们生活水平不断提高而增加。建筑耗能中,建筑物采暖、通风和空调的能耗约占建筑总能耗的20%～40%,而空调系统中新风负荷又占总负荷的20%～30%,所以新风耗能占建筑总能耗的4%～12%。由此可见，有效降低空调系统的能耗对降低建筑物耗能、节约能源有重要意义。又空调系统能耗特点之一是系统同时存在需冷(热、湿)和排冷（热、湿）的处理过程，夏季室外空气需经过冷却干操处理，而排风正是低温较干燥的空气；冬季室外空气需加热加湿处理，而排风是温湿度较高的空气。从有效利用能源的角度来考虑，应当将建筑物内(包括空调系统中)需排掉的余热(冷)移向需要热(冷)的地方去即热能回收。

1热回收系统概述

空调系统的节能方式很多，冷量和热量回收就是众多方法中的一种。空调系统中可供回收的余热、余冷主要分布在排风，冷凝热和室内冷凝水中。所谓热（冷）回收系统就是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）或其他加热设备的热源而加以利用的系统。

《公共建筑节能设计标准》中明文规定;“建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时,宜设置排风热回收装置;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%:1)送风量大于或等于3000m3/h的直流式空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于8℃;2)设计新风量大于或等于4000m3/h 的空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于8℃;3)设有独立新风和排风的系统。”《民用空调建筑节约用电的若干规定》中也规定:“凡是空调面积在300m2以上的建筑物,空调系统应选用匹配的热回收设备,利用空调排风中的热量或冷量,总的热回收效率应达到40%～50%。

排风热回收系统意义：

(1)对新风进行预处理，减小空调运行负荷，节约运行费用。

(2)减小空调系统的最大负荷，减小空调系统的型号，节省初投资。

(3)在节约能源的同时可以加大室内的新风比，提高室内空气品质。

(4)夏季排风温度的降低，减小向外的排热量，降低热污染，缓解热岛效应。

2 热回收分类及装置

根据热量的回收方式分为全热回收和显热回收，即有全热换热器和显热换热器两种。全热换热器：用具有吸湿作用的材料制作的，它既能传热又能传湿，可同时回收显热和潜热。显热换热器用没有吸湿作用的材料制作，只有传热，没有传湿能力，只能回收显热。

2.1 全热回收

常用的全热回收装置：转轮式全热回热器、板翅式全热回热器；

(l)转轮式换热器。全热回收装置中转轮式换热器是通过排风与新风交替逆向流过转轮而交换热量。转轮中间有清洗扇本身对转轮有自净作用,对转速可作

（参见图1 )控制,能适应不同的室外空气参数,而且能使效率达到70%～80%以上。

排风由转轮一侧的入口吸入,将所含的部分冷(热)量传递给转轮;而新风从转轮的另一侧吸入转轮以15～20r/min的速度旋转,将积蓄在转轮上的冷(热)量传递给新风。转轮的本体是由铝箔制成,并在表面均匀喷涂有二氧化硅吸湿剂。因此,转轮可以实现对潜热的回收,大大提高了系统的热回收效率。但是转轮式换热器是两种介质交替转换,不能完全避免交叉污染,因此流过气体必须是无害物质,另外设备装置较大,占有较多面积和空间,接管固定,带传动设备,消耗一定的动能。

（2）板翅式全热回收器。与一般的板翅式换热器不同，用于排风余能回收的热交换器，隔板和板翅采用了一种特殊的纸张。这种纸很薄，具有良好的传热性和透湿性，但不透气，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。其内部结构如图2所示。

2.2显热回收

常用的显热回收装置：热管式热回热器、板翅式显热换热器、中间冷媒式回热器 (1) 热管式热回收器。结构如图3所示。热管是由内部充注一定量冷媒的密闭真空金属管构成，当热管的一端(冷凝端)受热后，管中的液体吸收外界热量迅速气化，在微小压差下流向热管的另一端，向外界放出热量后冷凝成为液体，液体借助于贴壁金属网的毛细抽吸力返回到加热段，并再次受热气化，如此不断循环，热量就从管的一端传向另一端。由于是相变传热，且热管内部热阻很小，所以在较小的温差下也能获得较大的传热量。

（2）中间冷媒式换热器（又称盘管环路式）。在新风和排风侧,分别使用一个气液换热器,排风侧的空气流过时, 对系统中的冷媒进行冷却。而在新风侧被冷却的冷媒再将冷量转移到进入的新风上,冷媒在泵的作用下不断地在系统中循环(如图4)。当冬季室外温度在0℃以上，或只用于夏季回收排风冷量时，中间媒体可以用水；当冬季室外温度在0℃以下时，中间媒体应使用乙二醇水溶液，溶液的浓度视室外温度而定。中间热媒换热器中新风与排风不会产生交叉污染,供热侧与得热侧之间通过管道连接,管道可以延长,布置灵活方便,但是须配备循环水泵,存在动力消耗,通过中间热媒输送,温差损失大,换热效率较低,在30%～40%左右。

（3）板翅式显热换热器。与板翅式全热换热器基本结构是相同的，只要换热元件的材料采用的是铝板或钢板,用焊接将波纹板与隔板连接在一起,而无湿交换，这样就是板翅式显热换热器了。

2.3 回热装置的优缺点及各种换热器多角度比较

2．3.1回热器各自优缺点

转轮式全热回收器：

优点：(1)、排风与新风交替逆向流过转轮，具有自净作用；

(2)、通过转速控制，能适应不同的室内外空气参数；

(3)、回收效率高，可达到70%～90%；

(4)、能应用于较高温度（≯80℃）的排风系统；