空调系统中排风热回收探析

　　摘要：本文详细阐述了排风热回收在空调系统中的使用原理，通过选用合适的热回收装置，使空调系统的新风与排风进行热(冷)量的交换，把排风所带的热(冷)量尽最大的可能传递给新风，减少新风的加热量或供冷量，从而达到节能的效果。

　　关键词：热回收;换热器;节能分析;新风

　　随着我国经济建设的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对建筑物的功能性要求也在不断扩展，通风空调在建设工程中所占的比例也越来越大，它关系到千家万户的冷暖，关系到人们的健康和安全，关系到工作效率和产品质量。然而空调的耗能占全国总耗能的15%以上[1]，堪称耗能大户了，随着经济水平的不断提高，这一比例还在逐年提高，空调耗能必将对我国的能源消耗造成长期的、巨大的影响。可见，降低空调耗能势在必行。

　　1 空调中排风热回收系统的必要性

　　国外有关人员统计，新风负荷一般占总负荷的20%～30%，甚至更多。利用新排风热能回收装置，可节约新风耗能70%～80%，节约空调负荷10%～20%，因此，可节省空调设备的初投资和运行费。尤其在北方寒冷地区, 在一些场合, 根据卫生要求, 需设置通风系统, 由于室内外温差大, 新风加热量较大, 排风中同样带有大量可利用的热量, 如果设置热回收装置, 在对冷空气预热, 正常工作的前提下, 仍可以节省送风总加热量能耗的35%~ 40%。可见，空调系统中排风热回收系统之重要性。

　　2 热回收在空调系统中的使用原理

　　所谓热回收系统是利用热回收装置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，从而达到节能的一种有效方式。

　　空调设计规范规定：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

　　(1)送风量≥3 000 m3/h 的直流式空气调节系统，且新风与排风的温度差≥8 ℃;

　　(2)设计新风量≥4 000 m3/h 的空气调节系统，且新风与排风的温度差≥8 ℃;

　　(3)设有独立新风或排风系统;

　　排风热回收装置是利用空气—空气热交换器来回收排风中的冷(热)能对新风进行预处理。图1 是一个简单的带排风热回收装置的空调系统图。从空调房间出来的空气经过热交换器与室外新风进行热交换，对其进行预处理。换热后的排风排到室外，经过预处理的新风和回风混合后再经辅助盘管处理后送进室内。热回收装置的新风管和排风管均应设有1个旁通管道，以便在过渡季节等不需要进行排风热回收的时候打开，直接通入新风，同时减少风机能耗。

　　3 热回收装置的选择

　　3.1热回收方式

　　热回收方式比较多，但归纳起来共两大类。即全热回收装置、显热回收装置。全热回收装置既回收显热，又能回收潜热。此类装置有转轮式换热器、板翅式换热器、热泵式换热器。显热回收装置有中间热媒式换热器、板式显热换热器、热管式换热器。

　　3.2热回收装置的特点

　　1、全热回收装置的特点

　　⑴转轮式换热器是通过排风与新风交替逆向流过转轮, 转轮中间有清洗扇, 本身对转轮有自净作用, 对转速控制, 能适应不同的室外空气参数, 而且能使效率达到70% ~ 80% 以上。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。

　　⑵板翅式换热器与板式显热抵制热器结构相似, 仅在换热隔板材质上采用特殊加工的纸或膜,通过水蒸汽分压力差进行传热和传质的交换, 热效率低于转轮式热交换器。

　　⑶热泵式换热器, 能回收大量潜能, 热效率高。但是需配备压缩机, 冷凝器, 蒸发器等一系列配套设备, 其本身能耗, 设备投资造价比较高。

　　2、显热回收装置的特点

　　⑴中间热媒换热器, 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60% 以下。

　　⑵板式显热换热器, 结构简单, 运行安全、可靠,无传动设备, 不消耗动力, 无温差损失, 设备费用较低。但是设备体积大, 须占用较大建筑空间, 接管位置固定, 缺乏灵活性, 传热效率较低。

　　⑶热管式换热器, 无需动力消耗, 借助另一介质的相变来传递热量, 传递效率较低。

　　3.3热回收装置的选择

　　根据以上对全热、显热回收装置的分析，不论优缺点如何，从节能的角度都是可以采用的。但选择热回收装置时，应结合当地气候条件、经济状况、工程的实际状况、排风中有害气体的情况等多种因素，综合考虑，进行技术、经济分析分析比较，以确定选用合适的热回收装置，从而达到花较少的投资，回收较多热( 冷) 量的目的。

　　4 节能分析

　　排风热回收的节能性主要是在于他利用排风对新风进行预处理，系统只需将空气从预处理后的温度处理到送风温度即可，这样就降低了系统处理空气的负荷量及运行时的能耗。用于评价热回收器性能的一项重要指标，是热的回收效率。影响热回收效率的因素包括热交换器本身特性、转轮转速、空气迎面风速、新风与排风量之比和空气的物理性参数等。显热回收设备只有显热回收效率。全热型回收设备则可有显热回收效率、潜热回收效率和全热回收效率之分。其各自的含义如图2和表1。

　　5 结 语

　　热回收器的使用在保证室内足够的新鲜空气置换的前提下，降低了空调运行中的冷负荷、热负荷，从而降低了能耗，真正使其成为健康、节能、环保的新型空调。

　　参考文献：

　　[1] 涂逢祥.建筑节能(42).北京：中国建筑工业出版社，2004.

　　[2] GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.

　　[3] 尉迟斌.实用制冷与空调工程手册[K].北京:机械工业出版社,2002.