李小翠

　　廣東華天成新能源科技股份有限公司廣東佛山528000

　　摘要：節(jié)能應(yīng)該成為設(shè)計人員在日常工作當中一種自發(fā)的行為和理念，且對于工程設(shè)計項目來說，需要有與節(jié)能相應(yīng)的技術(shù)標準和規(guī)范來作為支撐。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，空氣源熱泵回收空調(diào)系統(tǒng)排風能量就是一種先進的節(jié)能技術(shù)。本文則基于此分析比較了常見的排風熱回收設(shè)備的特點，提出了利用空調(diào)排風提升空氣源熱泵的能率的方式回收空調(diào)排風熱量的一種設(shè)計思路，該思路在技術(shù)上可行，初投資小、回收年限短、能量回收率高(可以達到100%)、節(jié)能效果顯著。

　　關(guān)鍵詞：空氣源熱泵;回收系統(tǒng);排風能量

　　據(jù)統(tǒng)計空調(diào)能耗作為大型公共建筑的主要能耗之一，已占總能耗的40%~60%。排風熱回收作為一項節(jié)能技術(shù)在建筑節(jié)能方面潛力巨大。采用各類熱回收裝置回收排風能量，可使供暖空調(diào)能耗降低約10%—20%。因此，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計人員應(yīng)加強對空氣源熱泵回收空調(diào)系統(tǒng)排風能量應(yīng)用的研究，確保提高系統(tǒng)節(jié)能效益。

　　1空氣源熱泵回收空調(diào)系統(tǒng)排風能量應(yīng)用規(guī)范

　　對于排風熱回收在GB50736.2012《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》第7.3.23中規(guī)定：設(shè)有集中排風的空調(diào)系統(tǒng)，且技術(shù)經(jīng)濟合理時，宜設(shè)置空氣一空氣能量回收裝置;在第7.3.24中規(guī)定：空氣能量回收裝置的設(shè)計，應(yīng)符合下列要求：1)能量回收裝置的類型，應(yīng)根據(jù)處理風量、新排風中顯熱和潛熱的構(gòu)成以及排風中污染物種類等選擇;2)能量回收裝置的計算，應(yīng)考慮積塵的影響，并對是否結(jié)霜和結(jié)露進行核算。

　　在GB50189.2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》第4.3.25中規(guī)定：設(shè)有集中排風的空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，宜設(shè)置空氣一空氣能量回收裝置。嚴寒地區(qū)采用時，應(yīng)對能量回收裝置的排風側(cè)是否出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)露現(xiàn)象進行核算。當出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)露時，應(yīng)采取預(yù)熱等保溫防凍措施。在第4.3.26里規(guī)定：有人員長期停留且不設(shè)置集中新風、排風系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)區(qū)域或空調(diào)房間，宜在各空氣調(diào)節(jié)區(qū)或空調(diào)房間分別安裝帶熱回收功能的雙向換氣裝置。在GB/T50378—2014《綠色建筑評價標準》第5.2.13中規(guī)定：排風熱量回收系統(tǒng)設(shè)計合理并運行可靠，評價分值為3分。

　　2空調(diào)熱回收設(shè)備分析

　　常見的熱回收設(shè)備有轉(zhuǎn)輪式、板翅式全熱換熱器和熱管式、液體循環(huán)式。其中根據(jù)熱量回收方式分為全熱回收和顯熱回收。所謂全熱換熱器是用具有吸濕作用的材料制作的，它既能傳熱又能傳濕，可同時回收顯熱和潛熱。顯熱換熱器用沒有吸濕作用的材料制作，只有傳熱，沒有傳濕能力，只能回收顯熱。

　　2.1轉(zhuǎn)輪式

　　轉(zhuǎn)輪熱回收分顯熱回收以及全熱回收兩種方式分。顯熱回收轉(zhuǎn)輪的材質(zhì)一般為鋁箔，全熱回收轉(zhuǎn)輪材質(zhì)為具有吸濕表面的鋁箔材料或其他蓄熱吸濕材料。轉(zhuǎn)輪作為蓄熱芯體，新風通過轉(zhuǎn)輪的一個半圓，而同時排風通過轉(zhuǎn)輪的另一半圓，新風和排風以相反的方向交替流過轉(zhuǎn)輪。新風和排風間存在著溫度差和濕度差，轉(zhuǎn)輪不斷地在高溫高濕側(cè)吸收熱量和水分，并在低溫低濕側(cè)釋放，來完成全熱交換。

　　2.2板式(板翅式)

　　顯熱類型板式(板翅式)熱回收裝置多以鋁箔為間質(zhì)，全熱類則以紙質(zhì)等具有吸濕作用的材料為間質(zhì)。這類熱回收裝置使用效果的好壞主要取決于換熱間質(zhì)的類型和結(jié)構(gòu)工藝水平的高低。隨著材料技術(shù)和工藝的進步，現(xiàn)在有些板式全熱回收裝置采用了納米氣體分離復(fù)合膜作為熱質(zhì)交換材料，全熱交換效率更高，空氣阻力大幅度下降，熱質(zhì)交換材料的孔徑更小，延長了換熱器壽命。

　　2.3熱管式

　　熱管是依靠自身內(nèi)部工作液體相變來實現(xiàn)傳熱的高效傳熱元件，它可以將大量熱量通過其很小的截面積長距離地傳輸而無需外加動力。熱管以其構(gòu)思巧妙、傳輸溫差小、適用溫度范圍廣、可調(diào)控管內(nèi)熱流密度等眾多優(yōu)良特性。在能量回收和余熱利用方面已顯示出其獨特的作用。熱管換熱器屬于冷熱流體互不接觸的表面式換熱器，它具有的占地小、無轉(zhuǎn)動部件、運行安全可靠、換熱效率高等優(yōu)良特性。熱管一端為蒸發(fā)端，另一端為冷凝端，熱管一端受熱時，液體迅速蒸發(fā)，蒸汽在微小壓力差作用下流向另一端，并且快速釋放熱量，而后重新凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細作用流回蒸發(fā)端。如此循環(huán)，熱量可以源源不斷地進行傳遞。

　　2.4液體循環(huán)式

　　又稱為中間熱媒式，即通過泵驅(qū)動熱媒工質(zhì)的循環(huán)來傳遞冷熱端的熱量，具有新風與排風不會產(chǎn)生交叉污染和布置方便靈活的優(yōu)點。但是需配備循環(huán)泵來輸送中間熱媒，因此傳遞冷熱量的效率相對要低，不回收潛熱，本體動力消耗較大。

　　3空氣源熱泵回收排風熱回收方案分析

　　在工程實踐中，可以用兩個方案把排風引到空氣源熱泵室外換熱器處加以利用：如果排風量能滿足室外換熱器運行需要，則可直接利用這部分排風單獨和空氣源熱泵室外換熱器進行換熱(實際情況很難做到);如果排風量不能滿足室外換熱器運行需要，則需要將這部分排風和進入空氣源熱泵室外換熱器的室外空氣先混合，再同空氣源熱泵室外換熱器進行換熱。

　　空氣源熱泵的低溫熱源是室外的空氣，其溫度和濕度對于熱泵的功率和性能系數(shù)(制冷系數(shù)和制熱系數(shù))都有很大的影響，一般來說，在蒸發(fā)溫度不變的條件下，熱泵的制冷量和制冷系數(shù)是隨著冷凝溫度的下降(升高)而增加(減小);在冷凝溫度不變的條件下，熱泵的制熱量和制熱系數(shù)是隨著蒸發(fā)溫度的下降(升高)而減小(增加);當室外空氣溫度達到一定的數(shù)值時，如夏季室外空氣溫度過高或冬季室外空氣溫度過低，熱泵制冷系數(shù)或制熱系數(shù)很低，熱泵已經(jīng)失去了其節(jié)能的意義，甚至可能導致無法正常工作。

　　在制冷工況下，以室外空氣溫度為35℃做基準，在蒸發(fā)溫度不變的條件下，室外空氣溫度每降低或升高1℃，制冷系數(shù)增加或減少約2.2%;在制熱工況下，以室外空氣溫度為7℃做基準，在冷凝溫度不變的條件下，室外空氣溫度每降低或升高1℃，制熱系數(shù)減少或約增加1.3%左右。引入空調(diào)排風熱，即可實現(xiàn)降低空氣源熱泵冷凝器的冷凝溫度(夏季)或提高空氣源熱泵的蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度(冬季)，從而提高制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)或供熱系統(tǒng)的制熱系數(shù)，增加制冷和供熱效率，減少電力消耗。同時，在設(shè)計選擇空氣源熱泵機組容量的時候就能降低機組的規(guī)格和型號，減少機組設(shè)備投資和運行費用。

　　利用熱泵回收排風熱的方案只需要增加從排風熱回收裝置(采用排風熱回收裝置的空調(diào)系統(tǒng))或建筑物的排風口(未采用排風熱回收裝置的空調(diào)系統(tǒng))到空氣源熱泵處的輸送排風的管道投資，且該方案增加的電能消耗也僅為該管段的電力消耗。因此，該方案投資小、能量回收效率高(可以達到100%)。本方案既可以用于新建建筑的空調(diào)系統(tǒng)，也可以對已有建筑的空調(diào)系統(tǒng)進行改造。

　　另外，在該管段的設(shè)計、施工時，要特別注意風道的保溫處理，以防止排風能量在到達空氣源熱泵之前過多的散失。建議該管段的保溫采用經(jīng)濟厚度法來確定保溫層厚度;在排風管道到達冷凝器之前合適的位置要設(shè)置直接通向大氣的排風支管，上設(shè)可關(guān)閉的閥門，在過渡季節(jié)時排風已無利用價值，可將其打開，排風直接排人大氣。

　　4結(jié)語

　　對空氣源熱泵回收空調(diào)系統(tǒng)排風能量進行應(yīng)用，應(yīng)把握以下要點：風量的確定需合理有據(jù)，不可因規(guī)范未明確而咬文嚼字一味從嚴，“嚴格”不代表“正確”。樓梯間加壓送風風管沿程改變管徑有利均勻送風，前室加壓送風口沿程改變風口面積有利于不同樓層前室加壓送風風量的一致和風機運行工況的穩(wěn)定。采用每個防煙部位獨立設(shè)置加壓送風支管和電動旁通泄壓閥門的方式，可以滿足合用加壓送風系統(tǒng)、獨立控制正壓的要求�；�于上述措施，將能夠提高應(yīng)用成效。

　　參考文獻：

　　[1]韓靖，司洪亮，田張軍，李會芳.空氣源熱泵空調(diào)水系統(tǒng)中循環(huán)水泵選型探討[J].制冷與空調(diào)，2019，19(01)

　　[2]李瑋豪，張小松.新型無霜空氣源熱泵供熱系統(tǒng)性能初步分析[J].建筑熱能通風空調(diào)，2019，38(01)

　　[3]黃凱良，姜編，馮國會.使用CO_2空氣源熱泵回收建筑排風的節(jié)能效果分析[J].節(jié)能，2017，36(06)

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/zidonghualw/7832.html