全新风转轮回收与热泵机组性能的比较

转轮能量回收装置与热泵比较

随着我国经济实力的增长和人民物质文化生活水平的不断提高；高层建筑的迅速发展，高气密化、高隔热化影响到人们的工作和生活环境，人们对室内空气品质的要求也越来越高，都渴望拥有一个健康、舒适的室内环境，特别是经历了SARS的袭击，人们越来越注重室内空气品质，对引进室外新风换气提出了更高的要求，但是换气必然会带来能量的损失，引入新风需要消耗更多的能量，因此需要考虑一种有效的节能方法，通过热回收装置使新风和排风进行热交换，效率应大于55%。热交换器是空气调节和余热回收的关键装置。

一、各类热交换器的性能与热泵回收的比较

目前的热交换器有显热和全热回收两种形式。不同形式的性能、效率和利用方式，设备费的高低、维护保养的难易也各不相同,安装新、排风热回收装置的条件：

1）风量大于3000m3/h

2）有独立的新、排风系统

3）新、排风的温差大于8度

而空气源热泵安装则比较灵活，仅需回收排风的能量，可以直接处理新风，也可通过制冷热水处理新风和回风。

表1 新、排风热回收装置综合比较

表2 热泵回收装置

下面重点介绍转轮热交换器。

1.转轮式全热换热器

转轮式换热器的表面为蜂窝状，涂上一层吸附材料作干燥剂。将转轮置于风道之间,

使其分成两部分。来自空调房间的排风从一侧排出，室外空气以相反的方向从另一侧进入。为加大换热面积，轮子缓慢旋转（10~12转/分）。轮子的一半从较热空气中吸收存储热量，旋转到另一侧时，释放热量,使热量发生转移。附着表面的干燥剂将来自高湿度的空气流里的湿气冷凝后，通过干燥剂吸收，旋转到另一侧时，将湿气释放到低湿度的气流里，这个过程将潜热转移。

换热器旋转体的两侧设有隔板，使新风与排风逆向流动。转轮芯片用特殊的纸或铝箔制成，其表面涂上吸湿性涂层，形成热、湿交换的载体，它以10-12r/min的速度旋转，先把排风中的冷热量收集在蓄热体（转轮芯）里，然后传递给新风，空气以2.5-3.5m/s的流速通过蓄热体，靠新风与排风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换。所以，既能回收显热，又能回收潜热。

1）转轮换热器的功能与适用范围

2）转轮换热器的主要优缺点：

3) 影响转轮换热器效率的因素：

a.空气流速：空气流过转轮时的迎风面流速越大，效率越低，反之效率则高，推荐

风速2~4m/s。

b.转轮两侧气流入口处，需要加装中效空气过滤器。

c.设计时，必须计算校核转轮上是否会出现结霜、结冰现象；必要时应在新风管上

设空气预热器，或在热回收器后设温度自控装置，当温度达霜点，就发出信号关

闭新风阀门或开启预热器。

d.由于全热交换器转轮需要动力，并且增加了阻力，从而增加输送动力和增加投资，

因此，必须计算回收效应，当总能耗节约显著时，方可选用。

e.适用于排风不带有害物或有毒物质的场所。

4）转轮换热器的使用禁区：

新风焓植在40-60kj/kg之间（20℃50%-26℃60%）属于转轮热交换器使用禁区，需采用风管旁通和风机变频等控制技术减小风机能耗

2．空气源热泵

1）概述

热泵作为一种节能技术受到了世界各国的普遍重视，而空气源热泵可从环境大气中吸取丰富的低品位能量，使用方便，安装费用较低，因此空气源热泵成为热泵诸多

型式中应用最为广泛的一种。但是，空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束。随

着室外温度的降低，用户的需热量不断增加。当室外气温很低时，空气源热泵的制热

量不能满足用户采暖要求。同时，随着压缩机压力比的增加，其COP急剧下降，排气

温度迅速升高，从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。对于有独立的新、排风系统，

由于冬季室内排风的温湿度大大高于室外，可以大大改善热泵的效率，使COP稳定

在3以上，基本不受冬季新风条件的改变，而且无新、排风热回收交换器的共同存在

的缺点（如阻力大、交叉污染，要求温差大等）。

2）工作原理

空气源热泵机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀四大主要部件构成封闭系统，其内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是逆卡循环原理：液态工质首先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽（汽化），汽化潜热即为所回收热量，而后经压缩机压缩成高温高压气体，进入冷凝器内冷凝成液态（液化）把吸收的热量发给需要的加热的空气或水中，液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到膨胀阀内，吸收热量蒸发而完成一个循环，如此往复，不断吸收低温源的热而输出所加热的水中，直接达到预定温度，其工作原理图如下：

压缩机

四通阀

室内风侧热

交换器室外风侧热

交换器

高压表

化霜探头

送风机

冷凝风机

分液器

储液器

干燥过滤器

膨胀阀

单向阀

单向阀单向阀

D

C

S E

气液分离器

单向阀

分液器

制冷系统原理图

低压表

压力控制器

二、转轮与热泵回收的比较案例

用户具体要求

注：梅雨季只开启新风热泵机组，设备可利用自带冷热源除湿并再热新风，新风出风温度范围要求在18-25度，优选温度可调，绝对含湿量低于11g/kg。

1．夏季：

1）夏季转轮回收计算：

制冷量：19.1*8000*1.2/3600=50.9KW，

风机功耗：11KW，

2）夏季热泵制冷量：

冷凝热：24.2*6800*1.2/3600=54.8 KW

制冷量：54.8/1.3=42 KW

压缩机+风机功耗：19 KW

2．冬季

1）冬季转轮回收计算：

冬季（加热）新风处理过程中各状态点参数表