(1) 中间热媒式 中间热媒式换热器是在排风和新风管上分别装 置水 - 空气换热器 ,通过中间热媒 ,将热量传递给新 风 。中间热媒通常为水 。 (2) 板式显热交换器 板式换热器有着良好的传热性能 ,结构紧凑 ,运 行安全 、可靠 ,无需动力设备 ,无温差损失 ,经济性 好 。但是体积较大 ,需占用较大的建筑空间 ,且缺乏 灵活性 。 (3) 热管式 热管换热器是一种借助工质 (如氨 、氟里昂 11 、氟里昂 - 113 、丙酮 、甲醇等) 的相变进行热传递 的换热元件 。利用热管进行空调热回收时 ,在排风 和新风管上装置热管换热器 ,通过工质的相变将热 量传递给新风 。
t2 = t1 - ( t1 - t3) ·ηt
(1)
i2 = i1 - ( i1 - i3) ·ηi
(2)
式中 t1 、i1 ———室外空气干球温度 、空气焓 ; t2 、i2 ———热回收处理后空气干球温度 、空
气焓 ;
t3 、i3 ———室内空气干球温度 、空气焓 ; ηt 、ηi ———显热 、全热交换效率 。
图 2 中间热媒式热回收设备示意图
(3) 系统运行可靠性 转轮式换热器的转轮中间有清洗扇 ,本身对转 轮有自净作用 ,通过对转速控制 ,能适应不同的室内 外空气参数 ,运行维护方便 。 中间热媒式热回收设备系统结构简单 ,但由于 表面式冷却器表面容易积聚灰尘等污垢 ,降低传热 效率 ,需要定期对其进行清洗 。 (4) 自动控制 在设置热回收装置的空调系统里 ,为了有效地 回收热 (冷) 量 ,提高系统效率 ,需要配备必要的自控 装置 ,以确保回收系统在合理的状态下工作 。转轮 式热回收装置可以通过控制转轮转速改变其工作状 态 ,而中间热媒式热回收装置则可以通过控制风管
从焓湿图中可以分析出 ,空调排风中可供回收 的热 (冷) 量中潜热占很大的部分 ,特别是在夏季室 外空气潮湿的地区 ,如上海地区 ,室外空气的潜热量 要明显大于显热量 。因此空调系统采用全热回收装 置有较大的节能潜力 。
1 热回收方案经济性分析
全热回收装置的热 (冷) 量回收量与室内外空气 状态有关 。这里以上海通用汽车公司车身车间为研 究对象 ,以上海地区气候条件为基础 ,分析新风全热 回收装置的节能情况 。
以新 风 量 10 000 m3/ h , 新 风 参 数 干 球 温 度 35 ℃,湿球温度 28 ℃,排风干球温度 27 ℃,湿球温度 19. 5 ℃为例 ,采用转轮式热回收设备可以节约能耗 39. 3 kW ,而采用中间热媒式热回收设备只能节约能 耗约10. 1 kW。
(2) 系统规模 转轮式热回收设备的主要缺点是设备体积较 大 ,以亚都 YX10 - J 型新风换气机为例 ,处理新风量 10 000 m3/ h ,其外形尺寸为3. 5 m ×2. 1 m ×1. 8 m。 由于热回收装置一般放置于设备层或建筑物顶层 , 设备本身尺寸较大 ,占用较多建筑物空间 。另外转 轮式热回收设备接管位置固定 ,配管灵活性也较差 。 中间热媒式热回收设备包括表面式换热器 、水 泵和热媒输送管路 (如图 2) 。由于供热侧与得热侧 之间通过管道连接 ,因此对距离没有限制 ,布置方便 灵活 ,占用建筑物空间较小 。
(1) 转轮式 转轮换热器 (图 1) 是在旋转过程中让排风与新 风以相逆方向流过转轮 (蓄热体) 而各自释放和吸收 能量的 。 (2) 板翅式 板翅式全热回收器 ,其主要内部结构是一个板 翅式换热器 ,但它与一般的板翅式换热器不同 ,主要 是换热器的隔板和板翅一般为一种特殊材料的纸 。 这种特殊材料的薄纸 ,具有良好的传热和透湿性 ,但 不透气 。当进气和排气的两侧存在温差和水蒸气压
摘 要 :空调排风热 (冷) 量回收有巨大的经济效益和社会效益 ,特别是大型空调系统 ,可以节 约大量的建筑空调能耗 。对空气湿度大的沿海地区 ,采用全热回收设备比只是显热回收效果要明 显。
关键词 :热回收 ;转轮式热回收设备 ;中间热媒式热回收设备 ;节能 中图分类号 :TU83 文献标识码 :A 文章编号 :1002 - 6339 (2005) 05 - 0440 - 04
交换效率 75 % ,功率365 W ,处理空气量1 000 m3/ h)
提供的数据 ,若考虑热回收设备的能量消耗 ,则各工
况下新风负荷如表 1 所示 。
表 1 冬 、夏季有无热回收设备新风负荷
有显热回 收设备时 新风负荷 ,
有全热回 收设备时 新风负荷 ,
设备运行 负荷 ,
无热回收 设备时新 风负荷 ,
312 方案分析 本文以转轮式和中间热媒式热回收设备为例 ,
分析热回收方案的合理性和经济性 。 (1) 热回收效率
·442 ·
转轮式热回收设备新风处理量大 ,特别适用于 大型新风系统中 ,而且可以实现全热回收 ,效率能达 到 70 %～80 %。中间热媒式由于水 —空气换热效 率较低 ,用管道输送热媒时有温升 ,且只能回收显 热 ,所以其热效率只有 40 %～50 %〔5〕。
因此全热回收热量为
Qki = Gρ( i2 - i1)
(3)
式中 Qki ———全热回收的回收热量 ; G ———新风量 ;
ρ———空气密度 (1. 2 kg/ m3) 。
显热回收热量为
Qkt = GCp ( t2 - t1)
(4)
式中 Cp ———空气定压比热容 。
对于上海地区来说 , 各个温度全年出现的时间
Economical Analysis on Heat Reclaiming of Exhaust Air of Air Conditioning System
ZHAO De - fei ,LIU Dong ,DONG Bao - chun ( Tongji University ,Shanghai 200092 ,China)
0 绪论
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 。建筑耗能中 ,建筑物采暖 、通风和空调的能耗约 占全国总能耗的19. 5 % ,而在空调负荷中 ,新风负荷 则占相当大的比例 ,在国外 ,新风负荷一般占建筑空 调总负荷的 20 %～30 %。因此 ,空调系统节能空调 是建筑节能的重要部分 。
在空调节能中 ,目前被忽视的部分是被空调系 统排走的冷 (热) 量未被回收 。因此空调排风的余热 回收对于空调节能有很重要的意义 。
收稿日期 2005 - 08 - 31 修订稿日期 2005 - 09 - 14 作者简介 :赵德飞 (1981～) ,男 ,同济大学在读研究生 。
·440 ·
不同 ,因此需要计算各个不同温度下的负荷 ,然后累
加获得全年空调负荷 。这里采用温度频率法进行计
算 。所谓温度频率法 ,是把空调运行期间各整点时的 室外空气温度按 1 ℃的间隔统计出小时数 , 并算出 期间温度频率值 f x % , 而后根据某物理模型的负荷 与相应气象参数之间的关系即可算出期间负荷值 。
m
m
Q = Σ QxNx = qΣ ( tn - twx) Nx
(6)
x =1
x =1
式中 Q ———运行期间的负荷总累计值 ;
m ———在 twx 变化范围内 , 每升高 1 ℃间隔 的分组数 ;
Nk ———运行期内出现某室外温度 twx 的累
计小时数 。
根据式 (6) ,若采用全热回收 ,则新风负荷为
冬季 夏季
kJ 3. 07 ×109 1. 25 ×109
kJ 1. 6 ×1010 7. 98 ×109
kJ 1. 75 ×109 1. 0 ×109
kJ 4. 56 ×1010 2. 28 ×1010
以上海现行工业用电价格0. 691 元/ kWh ,标准 煤发热量1 kg = 17 580 kJ ,价格230 元/ t计算 ,夏季采 用全热热回收设备可节约运行费用约 192 万元 ,冬 季可节约运行费用约 26 万元 。
3 热回收方案分析
311 可行性分析 热 (冷) 量回收系统的选择要考虑到以下几个方
面: (1) 系统规模要适中 。热 (冷) 量回收装置的尺
寸要合理 ,便于设备 、管道的安装布置 。 (2) 系统具有较高的运行可靠性 。 (3) 较高的自动化程度以方便运行管理 。 (4) 设备初投资及运行费用 。
Abstract :Recovery waste heat from exhaust air of air conditioning system has great economical and social ben2 efits , especially for large scale air conditioning system. It could save mass of consumed energy. For the coastal area where the air humidity is heavy , it is better to adopt total heat reclaiming device than sensible heat re2 claiming device. Key words :heat recovery ;rotary heat recovering unit ;medium of heat transmission heat recovering unit ;energy saving
m
Ql = Σ QkiNk
(7)
k =1
采用显热回收 ,则新风负荷为
m
Ql = Σ QktNk
(8)
k =1
不采用热回收 ,则新风负荷为
m
Q = Σ Gρ( i1 - i3) Nk
(9)
k =1
Байду номын сангаас
根据 文 献〔1〕表 9. 2 和 表 9. 3 以 及 松 下 FY -
01 KZDY2AN 全热交换器 (全热交换效率 65 % ,显热