浅谈空调系统中的排风热回收

２００９年第５期（总第３７卷第２１９期）

Ｎｏ．５

ｉｎ

建筑节能

●暖通与设备

ＨＥＡＴＩＮＧ

２００９（ＴｏｔａｌＮｏ．２１９。Ｖ０１．３７）

ＶＥＮＴＩＬＡＴＩＯＮ＆ＥＱＵＩＰＭＩ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－７２３７．２００９．０５．０１５

浅谈空调系统中的排风热回收

吴丽

（大连冰山空调设备有限公司，辽宁大连ｌ１６０３３）

摘要：介绍了热回收在空调系统中的使用原理，并进行了节能分析。简述了空调系统利用排风对新风进行预处理的一些常用方法和使用特点。以及各种方法在使用过程中需注意的细节问题。

关键词：新风量；节能环保；

热回收

Ａ

中图分类号：ＴＵ８３１文献标志码：文章编号：１６７３・７２３７（２００９）０５－００４４－０３

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＥｘｈａｕｓｔＡｉｒＨｅａｔＲｅｃｏｖｅｒｙｉｎＡｊｒ—ｃｏｎｄｈｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ

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０引言

制冷空调系统为人们创造了舒适的热湿环境，但

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【ｕ。

（１）送风量≥３

０００

．

同时消耗大量的能源。发达国家的空调系统耗能占总耗能的４０％＂５０％，我国广东、上海、北京也高达３０％以上。为了降低空调能耗，研究人员一方面提高建筑的气密性和热绝缘性，同时，降低空调最小新风量的标准。但为了人们的舒适和通风的顺畅，所以必须要考虑引入室外新风，同时，排出部分室内混浊空气。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。

１

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Ｉ＞４０００ｍ３／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

利用空气一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ｌ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。

热回收在空调系统中的使用原理

空调系统的排风热回收是利用热回收装置回收

排风中的冷（热）量达到节能的一种有效方式。空调设

旁通通道

ｌ

排网－Ｔ．

显热全执

卜

热交换器

－刨风

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辅助加热／

冷却盘管

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空凋房『ＨＪ

旁通通道

图Ｉ排风热回收原理图

收稿Ｅｌ期：２００９．０４－０９；修回日期：２００９－０４．２１

曲万方数据　

２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。显热同收设备只有显热回收效率。全热型同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。其各自的含义示于图２和表１ｔ２］。

１３，ｄ

３，ｈ

３

３．ｄ３，ｈ３

ｔ４，ｄ４。ｈ

ｔ２，ｄ２，ｈ２１４，ｄ４・ｈ４

２。ｄ２．ｈ２

ｌｌ，ｄ１．ｈ

图２空气热回收器的换热机理表ｌ

空气热回收器的回收效率

３热交换器的实际使用

空气．空气热交换器足排风热回收系统的核心。根据回收热量的形式，主要可分为显热同收和全热回收。典型的热交换器有热管式热交换器、中间热媒式热回收器、板式热交换器及转轮式热交换器等几种。其中热管式和中间热媒式传递的是显热，其他２种既可传递显热，又可传递全热。

３．１

中间热媒式换热器热回收

中间热媒式换热器是在排风和新风侧各设一组

表冷器，两换热器之间由泵通过乙二醇水溶液传递能量。

优点：①运行特性稳定可靠，使用寿命长；②设备

费用低；③维修简便；④安装方便、灵活，占地面积和空间小；⑤对新风管和排风管敷设和走向的适应性好；⑥排风和新风在管路上完全隔离，其问无直接接触，故使用于医院，无菌动物实验室，以及其他可能含菌，有毒，有害的工业厂房的排气热回收。

缺点：有传动设备，自身消耗动力，热回收效率不高，一般＜６０％。

设计要点：换热器（表冷器）的排数宜选择６～８排，迎面风速宜选择２ｍ／ｓ，释放和吸收能量侧的风量不相等时，乙二醇水溶液循环量应按大风量确定。为防止换热器表面结霜，宜设置乙二醇水溶液调节装置。３．２热管热回收

热管热回收借助工质相变进行热传递的换热

万　

方数据元件特点：①每根热管都是永久性密封的，传热时没

有额外的能量损耗，无运行部件，运行可靠性高；②热管换热器的结构决定了他是典型的逆流换热，热管又几乎是等温运行，因此，热管换热器具有很高的效率；③因冷热气体的换热在热管的外表面进行容易扩展

受热面积；④冷热气体中间用隔板隔开，没有泄漏，因

此，没有交叉污染问题；⑤由于流体流动通道宽敞，阻

力损失小；⑥每根热管完全独立，维修方便；⑦从环境

的适应性，余热回收效率、压力损失、防止阻塞、清洗、寿命等综合指标看，热管换热器占据优势。

设计要点：气流通过换热器的迎面风速宜保持在

２～５ｍ／ｓ，一般取２．５～３．０ｍ／ｓ，应优先考虑翅片比高

的翅片形式，冷热段之间的隔板宣采用双层结构，防止交叉污染，排风侧翅片片距宜大些或在排风入口处

装设空气过滤器，换热器既可垂直安装亦可水平安装，既可几个并联亦可串联，应设冷凝水排放装置，启动换热器时，冷热气流同时流动或冷气先流动，停止换热时，冷热气同时停止或热气先停止。３．３板式和板翅式换热器

板式和板翅式热回收器是一种全无运动部件，应用板式换热原理工作的换热器。这类换热器也可做成显热的（如铝箔平板状，热回收效率为４０％～６０％）和全热的（如石棉纸做成的纸状波形折擢态，效率可达

７５％１。

特点：①新排风互不接触，可防止空气污染；②

无运动部件，运行可靠；③可改变风量来调节热回收效率。

在集中式空调系统的应用中，也同样需要把新风管和排风管集中在一起安装，这会给系统的布置和风管的走向带来不便。在使用中同时还需注意，一侧的气流温度不能低于另一侧的气流露点温度，否则会产生凝结水，甚至会发生结冰现象，引起阻力增加，影响使用寿命。

３．４转轮式换热器

转轮热交换器主要有转轮、驱动马达、机壳和控制部分组成。转轮做成蜂窝状，有回收显热的，称显热交换器（如铝制）；有回收显热和潜热的，称全热交换器（如纸质）中间有分隔板，分开新风和排风。转轮式换热器效率可达８５％。

特点：①有较高的热回收效率；②因交替逆向进风，有自净作用；③可比例调节转轮速度，适应不同季

节需要。

影响转轮因素：

①空气速度：风速小，效率高，但面积大；②转轮速度：转轮速度与效率有一定关系，转速≤４ｒ／ｍｉｎ时，

４ｓ

效率下降明显，当转速增加到１０ｒ／ｍｉｎ时，效率不再变①由于允许和适用的面风速低仅为３～４．５

ｎ＇ｄｓ，

化，通常取用８～１０ｒ／ｍｉｎ；⑨送排风Ｌｋ（新风－÷送风、故转轮设备所需截面积大，占地面积和空间大：②必排风）的影响关系见表２。

须把空调系统的排风管和新风管集中安排在一处敷表２送排风比数据表

设。这往往给系统的设计带来复杂性，有时甚至成为新风、排风比值０．６

０．６０．６０．６０．６不可能：③芯材在与排风气流直接接触后，随即进入效率％

９１

９１

９１

９１

９１

９１

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９１

与新风空气气流的直接接触。除分子筛一类的芯材外，其他各种芯材都可能一起排风空气与新风空气之转轮式换热器在工程设计、安装和运行中都有一间的交叉污染。另外，如果分隔板与转轮间的密封处些需要引起注意的问题：

理不好，也可能会导致排风空气进入新风气流的污染①为了确保转轮式换热器的回收效率，应力求使问题。

参与换热的两股空气流的风量保持相等。新、排风量４结语

比最大不宜超过ｌ：０．７５。如果实际工程中新风量很热回收器的使用在保证室内足够的新鲜空气置大，多余的风量可通过专设的旁路管旁通；②在采用换的前提下，降低了空调运行中的冷负荷、热负荷，从转轮式换热器的情况下，为保证其长期正常运行，新而降低了耗电量，真正使其成为健康、节能、环保的新风必须先行通过效率不低于３０％的粗效过滤器过滤型空调。所以要结合全热回收器和显热同收器的优处理；⑨对于冬季室外温度很低的严寒地区，设计时点，针对不同的用户，合理的设计、开发不同的节能空应校核计算其运行有无霜冻之可能。如有可能结冰，调器。

则应在新风进入热回收器之前采取预热措施；④在春秋季，当不需转轮式换热器运行，而又无旁通风管可参考文献：

供利用时，可控制转轮每隔一段时间自动定期地转动

【Ｉ］ＧＢ５０１８９．２００５公共建筑节能设计标准【ｓ】．北京：中国建筑工业出版一次，以减少可能的积尘；⑤维护清理时，宜用压缩空

社，２００５．

【２】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．

气吹扫。

虽然转轮式换热器的热回收效率高，但由于其结作者简介：吴丽（１９７４），女，辽宁大连人，工程师，从事空气处理机设

构上的特点，也不可避免地存在一些缺点：

计工作（ｗｕｌｉｌ９７４５２３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ）。

（上接第４３页）降为２４．０℃，其ＥＥＲ值为１９．１（ｗ／ｗ）。求，其能效比远远高于机械制冷机组，约是机械制冷根据《公共建筑节能设计标准》（ＧＢ５０１８９。２００５）第机组的６倍。

５．４．８条指出：名义制冷量＞７１００Ｗ、采用电机驱动压（３）蒸发冷却机组的能效比表明了在西安等中湿缩机的单元式空气调节机，在名义制冷工况和规定条度地区，应用蒸发冷却空调机组是完全可行的，其节件下，其能效比不应低于２．３＂－＇３．００（ｗ／ｗ）ｔ４１。由此可以能效果明显。

看出蒸发冷却机组的能效比远远高于机械制冷机组的能效比，约是机械制冷机组能效比的６倍。根据文献参考文献：

［２］介绍，机械制冷运行时间占总运行时间不到１５％，【ｌ】黄翔，徐方成，武俊梅．蒸发冷却空调技术在节能与减排中的重要作用全年总能耗仅为传统机械制冷系统的１０％。根据文献【Ｊ】．制冷与空调，２００８（４）：１７・２０．

［５】介绍，西安地区仅６＂－－９月，蒸发冷却与机械制冷复［２】２（美圜）约翰・瓦特，威尔・布朗．蒸发冷却空调技术手册［Ｍ】．黄翔，武俊

合系统的耗电只占传统机械制冷系统的４０％，节约能梅，等译＿Ｅ京：机械工业出版社，２００９．

耗约６０％，考虑到蒸发冷却功能段的运行维护费用，以

［３】黄翔．空调工程［Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００６．

０．５元他Ｗ・ｈ）电价计费，复合系统节约资金约１．２万元。

【４］ＧＢ５０１８９．２００５公共建筑节能标准【ｓ】．北京：中国建筑工业出版社，

由此，说明蒸发冷却空调机组较传统机械制冷空调机２００５．

组节能效果显著。

【５】徐方成，黄翔，武俊梅．西安某办公楼两种空调系统技术经济分析【Ｊ】．３结语

制冷空调与电力机械，２００７（６）：３９－４２．

（１）单独开直接蒸发段时机组的能效比最大，约是机械制冷机组的６０倍，但其温降有限，满足不了制冷作者简介：尧德华（１９８５），男，在读硕士研究生，供热、供燃气、通风及量的要求。

空调工程专业（ｄｅｈｕａ８６０５３０＠１６３．ｅｏｍ）。

指导教师：黄翔（１９６２），男，西安工程大学教授。副校长。

（２）夏季不开机械制冷，蒸发冷却机组采用热管间接＋管式间接＋直接蒸发的运行模式时，温降满足要

蛔万　

方数据