01 術(shù) 語 

空氣-空氣能量回收通風裝置

帶有獨立的風機、空氣過濾器,可以單獨完成通風換氣、能量回收功能,也可以與空氣輸送系統(tǒng)結(jié)合完成通風換氣、能量回收功能的裝置。習(xí)稱能量回收機組或熱回收機組。

空氣-空氣熱交換器

將排風中的熱(冷)量傳遞給送風的熱轉(zhuǎn)移設(shè)備,習(xí)慣稱熱回收器,也稱能量回收部件。

熱回收的目的

1、減小供熱(冷)裝置的容量。

2、減少諸多設(shè)備如制冷和供熱設(shè)備、空氣處理設(shè)備、水泵、管路等的投資。

3、減少全年的能源消耗量。

4、降低運行費用。

5、減少對環(huán)境的污染,減少溫室氣體的排放,保護環(huán)境。

02 相關(guān)標準 

《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》(GB50189-2015)、《通風空調(diào)系統(tǒng)運行管理規(guī)范》GB50365-2019規(guī)定:

建筑物內(nèi)設(shè)有集中排風系統(tǒng)且符合下列條件之一時,宜設(shè)置排風熱回收裝置。排風熱回收裝置(全熱和顯熱)的額定熱回收效率不應(yīng)低于60%。

1、送風量大于或等于3000m3/h的直流式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),且新風與排風的溫度差大于或等于8℃;

2、設(shè)計新風量大于或等于4000m3/h的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),且新風與排風的溫度差大于或等于8℃;

3、設(shè)有獨立新風和排風的系統(tǒng)。

03 熱回收機組種類 

  轉(zhuǎn)輪式全熱回收器

  板式顯熱回收器

  板翅式全熱回收器

  熱管式顯熱回收器

  溶液吸收式全熱回收器

  液體循環(huán)式顯熱回收器

1 轉(zhuǎn)輪式全熱回收器

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1、轉(zhuǎn)輪式熱回收器的核心部件是轉(zhuǎn)輪。

2、以特殊復(fù)合纖維或鋁合金箔作載體,覆以蓄熱吸濕材料而構(gòu)成。

3、加工成波紋狀和平板狀形式,然后按一層平板、一層波紋板相間卷繞成一個圓柱形的蓄熱芯體。

4、在層與層之間形成許多蜂窩狀的通道,即空氣流道。

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工作原理

1、轉(zhuǎn)輪作為蓄熱芯體,新風通過顯熱型轉(zhuǎn)輪的一個半圓,排風同時逆向通過轉(zhuǎn)輪的另一個半圓。排風將熱量釋放給蓄熱熱芯體,排風溫度降低,芯體的溫度升高。

2、冷的新風接觸到熱的蓄熱芯體時,同于存在溫度差,芯體將熱量釋放給新風,新風溫度升高。

3、夏季降溫運行時,處理過程相反。

4、在全熱型轉(zhuǎn)輪熱回收器中,在熱轉(zhuǎn)移的同時,還有濕轉(zhuǎn)移。這是因為排風中水蒸氣的分壓力,高于蓄熱芯體表面涂層的分壓力,所以,排風中的水蒸氣被涂層吸附。

5、隨著轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn),吸濕后的轉(zhuǎn)輪芯體轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)輪的另一半圓部分(新風進入段),由于新風的水蒸氣分壓力低于芯體表面涂層,因此,水蒸氣由芯體涂層向新風轉(zhuǎn)移。

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優(yōu)點

1、能回收顯熱、潛熱。

2、回收效率比較高。

3、能應(yīng)用于較高溫度的排風系統(tǒng)。

4、通過轉(zhuǎn)速控制,適用于不同的室內(nèi)外空氣參數(shù)。

缺點

1、裝置較大,占用建筑面積和空間較多。

2、壓力損耗較大。

3、有傳動設(shè)備,自身需要消耗動力。

4、有少量滲漏,無法完全避免交叉污染。

2 板式顯熱回收器

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工作原理

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優(yōu)點

1、結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)備費低、初投資少。

2、不用中間熱媒,沒有溫差損失。

3、不需傳動設(shè)備,自身不消耗能量。

4、運行安全、可靠。

缺點

1、只能回收顯熱,效率相對偏低。

2、設(shè)備體積偏大,占用建筑面積和空間較多。

3、接管位置固定,布置時缺乏靈活性。

4、過渡季不運行熱回收器的系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置旁通風管,以減少壓力損失,節(jié)省能源消耗。

3 板翅式全熱回收器

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工作原理

采用多孔纖維性材料經(jīng)特殊加工的紙作為基材,對其表面進行特殊處理后制成帶波紋的傳熱傳質(zhì)單元。然后將單元體交叉疊積,并用膠將單元體的峰谷與隔板粘結(jié)在一起,再與固定框相連接而組成一個整體的全熱回收器。

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優(yōu)點

1、結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)備費低、初投資少。

2、不用中間熱媒,沒有溫差損失。

3、不需傳動設(shè)備,自身不消耗能量。

4、運行安全、可靠。

缺點

1、設(shè)備體積偏大,占用建筑面積和空間較多。

2、接管位置固定,布置時缺乏靈活性。

3、過渡季節(jié)不運行熱回收器的系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置旁通風管,以減少壓力損失,節(jié)省能源消耗。

4 熱管式顯熱回收器

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熱管是一種應(yīng)用工質(zhì)如氨的相變進行熱交換的換熱元件,其結(jié)構(gòu)示意如圖:

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工作原理

當熱管的一端(蒸發(fā)段)被加熱時,管內(nèi)工質(zhì)因得熱而氣化,吸熱后的氣態(tài)工質(zhì),沿管流向另一端(冷凝段),在這里將熱量釋放給被加熱介質(zhì),氣態(tài)工質(zhì)因失熱而冷凝為液態(tài),在毛細管和重力的作用下回流至蒸發(fā)段,從而完成一個熱力循環(huán)。

優(yōu)點

1、結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積的傳熱面積大。

2、沒有轉(zhuǎn)動部件,不額外消耗能量;運行安全可靠,使用壽命長。

3、每根熱管自成換熱體系,便于更換。

4、熱管的傳熱是可逆的,冷、熱流體可以變換。

5、冷、熱氣流間的溫差較小時,也能取得一定的回收效率。

6、本身的溫降很小,近似于等溫運行,換熱效率較高。10排時效率可達70%以上。

7、新、排風間不會產(chǎn)生交叉污染。

缺點

1、只能回收顯熱,不能回收潛熱。

2、接管位置固定,缺乏配管的靈活性。

3、全年應(yīng)用時,需要改變傾斜方向。

5 溶液吸收式全熱回收器

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工作原理

以具有吸濕、放濕特性的鹽溶液(溴化鋰、氯化鋰、氯化鈣及混合溶液)為循環(huán)介質(zhì),通過溶液的吸濕和蓄熱作用在新風和排風之間傳遞能量和水蒸氣,實現(xiàn)全熱交換。

常溫情況下,一定濃度的溶夜,其表面蒸汽壓低于空氣中的水蒸氣分壓力,水蒸氣由空氣向溶液轉(zhuǎn)移,空氣的濕度降低,吸收了水分和吸附熱的溶液濃度降低,溫度升高。溶液濃度降低,溫度升高后,其表面蒸汽壓升高,當溶液表面蒸氣壓大于空氣中水蒸氣分壓力時,溶液中的水分就蒸發(fā)到空氣中,實現(xiàn)對空氣的加濕過程。利用鹽溶液的吸、放濕特性,可以實現(xiàn)新風和室內(nèi)排風之間熱量和水分的傳遞過程。

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1、溶液全熱回收裝置主要由熱交換器和溶液泵組成。熱交換器由填料和溶液槽組成,填料用于增加溶液和空氣的有效接觸面積,溶液槽用于蓄存溶液。溶液泵的作用是將溶液從熱交換器底部的溶液槽內(nèi)中輸送至頂部,通過噴淋使溶液與空氣在填料中充分接觸。

2、溶液全熱回收裝置分為上下兩層,分別連接在通風或空調(diào)設(shè)備的排風與新風側(cè)。冬季,排風的溫度高于新風,排風經(jīng)過熱交換器時,溶液溫度升高,水分含量增加,當溶液再與新風接觸時,釋放出熱量和水分,使新風升溫增濕。夏季與之相反,新風被降溫除濕,排風被加熱加濕。

3、多個單級全熱回收裝置可以串連起來,組成多級溶液全熱回收裝置。新風和排風逆向流經(jīng)各級并與溶液進行熱質(zhì)交換,可進一步提高全熱交換效率。

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優(yōu)點

1、全熱回收效率高,可達到60%~90%。

2、全熱回收效果不會隨使用時間的延長而衰減。

3、噴灑溶液可去除空氣中大部分的微生物、細菌和可吸入顆粒物,有效凈化空氣。

4、內(nèi)置溶液過濾器,保持溶液清潔。

5、新風和排風之間完全獨立,無交叉污染。

6、構(gòu)造簡單,易于維護,運行穩(wěn)定可靠。

7、無需防凍措施,溶液在-20℃不會凍結(jié)。

缺點

1、設(shè)備體積大,占用建筑面積和空間多。

2、對于室內(nèi)產(chǎn)生有毒有害氣體的場合,如果有毒有害物質(zhì)會溶解于溶液中且隨溶液噴淋時產(chǎn)生揮發(fā),則不應(yīng)或不宜采用。

3、若回風中含有能與溴化鋰溶液發(fā)生反應(yīng)的場合,不應(yīng)采用。

6 液體循環(huán)式顯熱回收器

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工作原理

液體循環(huán)式熱回收器,習(xí)慣上也稱為中間熱媒式熱回收器或組合式熱回收器,它是由裝置在排風管和新風管內(nèi)的兩組“水—空氣”熱交換器(空氣冷卻/加熱器)通過管道的連接而組成的系統(tǒng)。為了讓管道中的液體不停地循環(huán)流動,管路中裝置有循環(huán)水泵。

在冬季,由于排風溫度高于循環(huán)水的溫度,空氣與水之間存在溫度差;所以,當排風流過“水—空氣”換熱器時,排風中的顯熱向循環(huán)水傳遞,因此,排風溫度降低,水溫升高;這時,由于循環(huán)水的溫度高于新風的進風溫度,水又將從排風中獲得的熱量傳遞給新風,新風因得熱而溫度升高。

在夏季,工藝流程相同,但熱傳遞的方向相反。液體一般為水,在嚴寒和寒冷地區(qū),為了防止結(jié)霜、結(jié)冰,宜采用乙烯乙二醇水溶液;并應(yīng)根據(jù)當?shù)厥彝鉁囟鹊母叩秃鸵蚁┮叶嫉哪厅c,選擇采用不同的濃度。

優(yōu)點

1、新風與排風互不接觸,不會產(chǎn)生任何交叉污染

2、供熱側(cè)與得熱側(cè)之間通過管道連接,對位置無嚴格要求,且占用空間少

3、供熱側(cè)與得熱側(cè)可以由數(shù)個分散在不同地點的對像組成,布置靈活、方便。

4、熱交換器和循環(huán)水泵,均可采用常規(guī)的通用產(chǎn)品。

5、壽命長、運行成本低。

缺點

1、換熱器一般采用銅管鋁片,設(shè)備費較高。

2、必須配置循環(huán)水泵,需要額外消耗電力。

3、只能回收顯熱,無法回收潛熱。

4、由于需要通過中間熱媒傳熱,有溫差損失。

5、熱回收效率稍低,一般不高于60%。

04 熱回收方式 

  循環(huán)式

熱回收器和水箱之間通過循環(huán)泵循環(huán)加熱熱水。

  定溫出水式

冷水進入熱回收器加熱后通過定溫電動閥間斷式排到水箱。

  熱回收器類型

殼管式熱回收器和板式熱回收器

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05 熱回收機組原理圖 

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06 熱回收系統(tǒng)合理使用方式 

  1 使用條件

冬夏季節(jié)室內(nèi)外溫差大于或等于8℃,設(shè)有集中排風系統(tǒng)且需向室外排風時。

  2 正確操作

(1)使用時間恰當

(2)閥門正確切換

(3)風機正確開啟

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