熱回收技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

目錄

1.國內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)可用熱能概況....................................................1

2.能量回收換熱器簡介..........................................................2

????空調(diào)冷水機組余熱回收.........................................................2

3.1.概述......................................2

????部分熱回收...............................................................2

??????全部熱回收...............................3

????排風(fēng)和空氣處理能量回收.......................................................3

4.1.概述......................................3

????排風(fēng)能量回收原理.........................................................4

4.3.尾氣能量回收原理..........................4

4.4.尾氣能量回收和空氣處理...................................................4

??????空氣處理過程中的能量回收................5

????能量回收用換熱器簡介.........................................................5

????結(jié)論.........................................................................6

????參考文獻(xiàn)......................................................................6

1.國內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)可用熱能概況

目前國內(nèi)每年竣工建筑面積約為20億m2,其中公共建筑約有4億m?。在

公共建筑（特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓、各類大型廠房等）的全

年能耗中，大約50%?60%消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，20%?30%用于照明。

而在空調(diào)采暖這部分能耗中，大約20%?50%由外圍護結(jié)構(gòu)傳熱所消耗（夏熱冬

暖地區(qū)大約20%,夏熱冬冷地區(qū)大約35%,寒冷地區(qū)大約40%,嚴(yán)寒地區(qū)大約

50%）o從目前情況分析，這些建筑在圍護結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)系統(tǒng)，以及照明方面,

共有節(jié)約能源50%的潛力。采暖空調(diào)節(jié)能潛力最大，在暖通空調(diào)設(shè)計方面加以

控制就能夠有效的節(jié)能能源。而新風(fēng)帶來的潛熱負(fù)荷可以占到空調(diào)總負(fù)荷的

20%?40%,開發(fā)節(jié)能的新風(fēng)系統(tǒng)是建筑節(jié)能領(lǐng)域的一項重大課題。因此降低

空調(diào)系統(tǒng)的能耗對降低建筑物耗能、節(jié)約能源有重要意義。本文主要對空調(diào)系

統(tǒng)的熱回收技術(shù)原理進(jìn)行分析介紹。

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2.能量回收換熱器簡介

空調(diào)排風(fēng)或空氣公理中能量回收的關(guān)鍵設(shè)備是能量回收換熱器。這種裝置

有很多種，常用的回收裝置有：金屬壁換熱器、熱管換熱器、轉(zhuǎn)輪換熱器、靜

態(tài)板翅式換熱器等。其中金屬壁換熱器和熱管換熱器只能回收顯熱，而轉(zhuǎn)輪換

熱器和靜止板翅式換熱器既能回收顯熱，又能回收潛熱，所以效率高。然而，

轉(zhuǎn)輪熱交換器存在新鮮空氣和廢氣混合的問題。靜態(tài)板翅式換熱器無運動部件,

可靠性高，空氣混合率低。

空調(diào)熱回收系統(tǒng)可以充分利用空調(diào)系統(tǒng)的余熱和廢熱，有效利用空調(diào)系統(tǒng)

中產(chǎn)生的低品位熱量，從而達(dá)到建筑節(jié)能的目的。

°?.空調(diào)冷水機組余熱回收

3.1.概述

中央空調(diào)的冷水機組在夏天制冷時，一般機組的排熱是通過冷卻塔將熱量

排出。在夏天，利用熱回收技術(shù)，將該排出的低品位熱量有效地利用起來，結(jié)

合蓄能技術(shù)，為用戶提供生活熱水，達(dá)到節(jié)約能源的目的。目前;酒店、醫(yī)院、

辦公大樓的主要能耗是中央空調(diào)系統(tǒng)的耗電及熱水鍋爐的耗油消耗。利用中央

空調(diào)的余熱回收裝置全部或部分取代鍋爐供應(yīng)熱水，將會使中央空調(diào)系統(tǒng)能源

得到全面的綜合利用，從而使用戶的能耗大幅下降。通常，該熱回收一般有部

分熱回收和全部熱回收。

??.2.部分熱回收

部分熱回收將中央空調(diào)在冷凝（水冷或風(fēng)冷）時排放到大氣中的熱量，采用一

套高效的熱交換裝置對熱量進(jìn)行回收，制成熱水供需要使用熱水的地方使用，

如圖1所示。由于回收的熱量較大，它可以完全替代燃油燃?xì)?、鍋爐生產(chǎn)熱水,

節(jié)省大量的燃油燃?xì)?。同時，減輕了制冷主機（壓縮機）的冷凝負(fù)荷，可使主機耗

電降低10?20%。此外冷卻水泵的負(fù)荷大大地減輕，冷卻水泵的節(jié)電效果將會

大幅度提高，其節(jié)能率可提高到50?70%。

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才卻水颯方

生活熱水

圖1中央空調(diào)機組部分熱回收系統(tǒng)原理

??.3.全部熱回收

全部熱回收主要是將冷卻水的排熱全部利用，如圖2所示。但一般冷水機

組的冷卻水設(shè)計溫度為出水37℃、回水32℃,屬低品位熱源，采用一般的熱交

換不能充分回收這部分熱能，所以在設(shè)計時要考慮提高冷凝壓力，或?qū)⒗鋮s水

與高溫源熱泵或其他輛助熱源結(jié)合，充分回收這部分熱量，系統(tǒng)簡單可靠。

生活熱水

圖2中央空調(diào)機組全部熱回收系統(tǒng)原理

排風(fēng)和空氣處理能量回收

4.1.概述

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在建筑物的空調(diào)負(fù)荷中，新風(fēng)負(fù)荷所占比例比較大，一般占空調(diào)總負(fù)荷的

20%?30%。為保證室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生，空調(diào)運行時要排走室內(nèi)部分空氣，必然會

帶走部分能量，而同時乂要投入能量對新風(fēng)進(jìn)行處理。如果在系統(tǒng)中安裝能量

回收裝置，用排風(fēng)中的能量來處理新風(fēng)，就可減少處理新風(fēng)所需的能量，降低

機組負(fù)荷，提高空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。目前熱回收設(shè)備主要有兩類：間接式，如

熱泵等；直接式，它利用熱回收換熱器回收能量。下而對能量的直接回收技術(shù)

原理簡單描述。

??.2.排風(fēng)能量回收原理

對于全空氣中央空調(diào)系統(tǒng)，一般新風(fēng)比15%或以上，其全空氣系統(tǒng)+排風(fēng)

能量回收方案如圖3所示。圖中的熱交換器是能量回收設(shè)備。通常，空氣能量

回收設(shè)備有兩類：一類是顯熱回收型，一類是全熱回收型。顯熱回收的能量體

現(xiàn)在新風(fēng)和排風(fēng)的溫差上所含的能量；全熱回收體現(xiàn)在新風(fēng)和排風(fēng)的焰差上所

含的能量。

4.3.尾氣能量回收原理

對于全空氣空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)比一般在15%以上，其全空氣系統(tǒng)+排風(fēng)能量回

收，熱交換器是能量回收裝置?？諝饽芰炕厥赵O(shè)備一般有兩種：一種是顯熱回

收型，另一種是全熱回收型。顯熱回收的能量體現(xiàn)在新風(fēng)與排風(fēng)的溫差中所包

含的能量；總熱回收反映在新鮮空氣和排出空氣之間的焰差所包含的能量中。

4.4.尾氣能量回收和空氣處理

在建筑物的空調(diào)負(fù)荷中，新風(fēng)負(fù)荷占比較大，-■般占空調(diào)總負(fù)荷的20%?

30%?？照{(diào)為了保證室內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生，在運行過程中須排出一部分室內(nèi)空氣，

這必然會帶走一部分能量，同時還須投入能量對新風(fēng)進(jìn)行處理如果在系統(tǒng)中

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安裝能量回收裝置，利用排風(fēng)中的能量對新風(fēng)進(jìn)行處理，可以減少新風(fēng)處理所

需的能量，降低機組負(fù)荷，提高空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。目前熱回收設(shè)備主要有兩

種：間接式，如熱泵；直接式，利用熱回收熱交換器回收能量。下面簡要描述

直接能量回收技術(shù)的原理。

??.5.空氣處理過程中的能量回收

中央空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過程中的能量具有很高的回收潛力。以一次回風(fēng)中

央空調(diào)系統(tǒng)為例，采用熱管熱交換器的空調(diào)器能量回收系統(tǒng)如圖4所示。在該

熱回收裝置中，熱管中的蒸發(fā)器部分和冷凝器部分分別用于冷卻回風(fēng)和加熱送

風(fēng)。室內(nèi)空氣狀態(tài)4下的回風(fēng)經(jīng)過熱管中的蒸發(fā)器部分被冷卻到狀態(tài)6。狀態(tài)6

下的回風(fēng)部分作為排風(fēng)，而大部分回風(fēng)與室外新風(fēng)混合，混合后在狀態(tài)1的空

氣經(jīng)表冷器冷卻去濕到飽和狀態(tài)2,飽和狀態(tài)2下的濕空氣經(jīng)熱毛細(xì)動力循環(huán)熱

管中的冷凝器部分加熱到要求的送風(fēng)狀態(tài)3送入室內(nèi)。與傳統(tǒng)一次回風(fēng)空調(diào)器

系統(tǒng)相比，空調(diào)系統(tǒng)制冷量由熱管中的蒸發(fā)器部分的交換冷量和表冷器部分的

冷量組成。從而有效地節(jié)省了空調(diào)能耗。

圖4中央空調(diào)系統(tǒng)空氣處理中能量回收系統(tǒng)原理

能量回收用換熱器簡介

空調(diào)排風(fēng)或空氣史理中能量回收的關(guān)鍵設(shè)備是能量回收換熱器。該裝置有

多種，常用的回收裝置有：金屬壁換熱器、熱管換熱器、轉(zhuǎn)輪式換熱器、靜止

型板翅式換熱器等。其中金屬壁換熱器和熱管換熱器只能回收顯熱，轉(zhuǎn)輪式換

熱器、靜止型板翅式換熱器不僅能F1收顯熱，還能回收潛熱，因此效率較高。

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但轉(zhuǎn)輪式換熱器存在新風(fēng)和排風(fēng)混合的問題。而靜止型板翅式換熱器沒有運動

部件，可靠性高，混風(fēng)率低。

??.結(jié)論

中央空調(diào)熱回收系統(tǒng)能充分利用空調(diào)系統(tǒng)的余熱和廢熱，將空調(diào)系統(tǒng)中產(chǎn)

生的低品位熱量有效地利用起來，達(dá)到了建筑節(jié)能的目的。