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(jì)人員在日常工作當(dāng)中一種自發(fā)的行為和理念，且對(duì)于工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目來說，需要有與節(jié)能相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)能量就是一種先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)。本文則基于此分析比較了常見的排風(fēng)熱回收設(shè)備的特點(diǎn)，提出了利用空調(diào)排風(fēng)提升空氣源熱泵的能率的方式回收空調(diào)排風(fēng)熱量的一種設(shè)計(jì)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(dá)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(fēng)能量

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)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(fēng)熱回收作為一項(xiàng)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(fēng)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(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空氣源熱泵回收空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)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(fēng)能量應(yīng)用規(guī)范

　　對(duì)于排風(fēng)熱回收在GB50736.2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.3.23中規(guī)定：設(shè)有集中排風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，且技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，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(jì)，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(fēng)量、新排風(fēng)中顯熱和潛熱的構(gòu)成以及排風(fēng)中污染物種類等選擇;2)能量回收裝置的計(jì)算，應(yīng)考慮積塵的影響，并對(duì)是否結(jié)霜和結(jié)露進(jìn)行核算。

　　在GB50189.2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第4.3.25中規(guī)定：設(shè)有集中排風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，宜設(shè)置空氣一空氣能量回收裝置。嚴(yán)寒地區(qū)采用時(shí)，應(yīng)對(duì)能量回收裝置的排風(fēng)側(cè)是否出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)露現(xiàn)象進(jìn)行核算。當(dāng)出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)露時(shí)，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(zhǎng)期停留且不設(shè)置集中新風(fēng)、排風(fēng)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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》第5.2.13中規(guī)定：排風(fēng)熱量回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理并運(yùn)行可靠，評(píng)價(jià)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(shí)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(fēng)通過轉(zhuǎn)輪的一個(gè)半圓，而同時(shí)排風(fēng)通過轉(zhuǎn)輪的另一半圓，新風(fēng)和排風(fēng)以相反的方向交替流過轉(zhuǎn)輪。新風(fēng)和排風(fēng)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(jìn)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(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)距離地傳輸而無需外加動(dòng)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(dú)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(dòng)部件、運(yùn)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(shí)，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(xì)作用流回蒸發(fā)端。如此循環(huán)，熱量可以源源不斷地進(jìn)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(dòng)熱媒工質(zhì)的循環(huán)來傳遞冷熱端的熱量，具有新風(fēng)與排風(fēng)不會(huì)產(chǎn)生交叉污染和布置方便靈活的優(yōu)點(diǎn)。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(duì)要低，不回收潛熱，本體動(dòng)力消耗較大。

　　3空氣源熱泵回收排風(fēng)熱回收方案分析

　　在工程實(shí)踐中，可以用兩個(gè)方案把排風(fēng)引到空氣源熱泵室外換熱器處加以利用：如果排風(fēng)量能滿足室外換熱器運(yùn)行需要，則可直接利用這部分排風(fēng)單獨(dú)和空氣源熱泵室外換熱器進(jìn)行換熱(實(shí)際情況很難做到);如果排風(fēng)量不能滿足室外換熱器運(yùn)行需要，則需要將這部分排風(fēng)和進(jìn)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(jìn)行換熱。

　　空氣源熱泵的低溫?zé)嵩词鞘彝獾目諝猓�其溫度和濕度�?duì)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(dāng)室外空氣溫度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，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(dǎo)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(zhǔn)，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(zhǔn)，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(fēng)熱，即可實(shí)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(shí)，在設(shè)計(jì)選擇空氣源熱泵機(jī)組容量的時(shí)候就能降低機(jī)組的規(guī)格和型號(hào)，減少機(jī)組設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。

　　利用熱泵回收排風(fēng)熱的方案只需要增加從排風(fēng)熱回收裝置(采用排風(fēng)熱回收裝置的空調(diào)系統(tǒng))或建筑物的排風(fēng)口(未采用排風(fēng)熱回收裝置的空調(diào)系統(tǒng))到空氣源熱泵處的輸送排風(fēng)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(dá)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(duì)已有建筑的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

　　另外，在該管段的設(shè)計(jì)、施工時(shí)，要特別注意風(fēng)道的保溫處理，以防止排風(fēng)能量在到達(dá)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(jì)厚度法來確定保溫層厚度;在排風(fēng)管道到達(dá)冷凝器之前合適的位置要設(shè)置直接通向大氣的排風(fēng)支管，上設(shè)可關(guān)閉的閥門，在過渡季節(jié)時(shí)排風(fēng)已無利用價(jià)值，可將其打開，排風(fēng)直接排人大氣。

　　4結(jié)語

　　對(duì)空氣源熱泵回收空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)能量進(jìn)行應(yīng)用，應(yīng)把握以下要點(diǎn)：風(fēng)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(yán)，“嚴(yán)格”不代表“正確”。樓梯間加壓送風(fēng)風(fēng)管沿程改變管徑有利均勻送風(fēng)，前室加壓送風(fēng)口沿程改變風(fēng)口面積有利于不同樓層前室加壓送風(fēng)風(fēng)量的一致和風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況的穩(wěn)定。采用每個(gè)防煙部位獨(dú)立設(shè)置加壓送風(fēng)支管和電動(dòng)旁通泄壓閥門的方式，可以滿足合用加壓送風(fēng)系統(tǒng)、獨(dú)立控制正壓的要求。基于上述措施，將能夠提高應(yīng)用成效。

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