. .. .
排风热回收在酒店项目中的应用分析
柳景景
摘要 热回收装置的应用是社会可持续发展的必要措施，对热回收装置分类及应用围做了简单介绍，并举例分析转轮热回收装置节能效益、经济效益。
关键词 排风热回收 节能 转轮热回收装置
在公共建筑的全年能耗中，暖通空调消耗的能量，大约占到50%~60%之间，其中新风负荷占暖通空调负荷的20%~30%，因此，降低新风负荷对于节约能源有十分重要的意义。热回收装置能回收排风中的能量，使能量被有效利用，从而能给社会带来重要的节能效益。
《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）明确规定：建筑物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。排风热回收装置(全热和显热)的额定热回收效率不应低于60％。
1 送风量大于或等于3000m3／h的直流式空气调节系统，且新风与排风的温度差大于或等于8℃；
2 设计新风量大于或等于4000m3／h的空气调节系统新风与排风的温度差大于或等于8℃；
3 设有独立新风和排风的系统。
下面就排风热回收装置分类及性能比较进行论述。 1排风热回收装置分类
能量回收类型大概分为全热型和显热型。全热型：通过传热与传质过程，同时回收排风中的显热与潜热，此类型装置有转轮式、板翅式、溶液吸收式。显热型：通过表面传热，回收排风中的显热量，此类型装置有液体循环式、板式、热管式。
1.1转轮式全热回收器
全热回收转轮材质为具有吸湿表面的铝箔材料或其他蓄热吸湿材料。转轮作为蓄热芯体，新风通过转轮的一个半圆，而同时排风通过转轮的另一半圆，新风和排风以相反的方向交替流过转轮（参见图a）。新风和排风间存在着温度差和湿度差，转轮不断地在高温高湿侧吸收热量和水分，并在低温低湿侧释放，来完成全热交换。转轮在电动机的驱动下以10r/min的速度旋转，排风从热交换器的上侧通过转轮排到室外。在这个过程中，排风中的大多数的全热保存在转轮中，而脏空气却被排出。而室外的空气从转轮的下半部分进入，通过转轮，室外的空气吸收转轮保存的能量，然后供应给室。为了确保气流的分开，并防止气体、细菌、颗粒物等在转轮转动中从排风混流至新风中，标准的热回收器装有双清洁扇面。
. 资料.
. .. .
图a) 图b)
转轮式全热回收器 液体循环式热回收器
1.2液体循环式热回收器
液体循环式热回收器也称为中间热媒式热回收器或组合式热回收器，他是由装置在排风管和新风管的两组“水-空气”热交换器通过管道的连接而组成的系统。为了让管道中的液体不停地循环流动，管路中装置有循环水泵（参见图b）。
在冬季，由于排风温度高于循环水的温度，空气与水之间存在温度差；所以，当排风流过“水-空气”换热器时，排风中的显热向循环水传递，因此排风温度降低，水温升高；这是，由于循环水的温度高于新风的进风温度，水又将从排风中获得的热量传递给新风，新风因得热而温度升高。夏季流程相同，但热传递方向相反。热回收过程中，新风与排风互不接触，不会产生任何交叉污染，供热侧与得热侧之间通过管道连接，对位置无严格要求，且占用空间少，但必须配置循环水泵，需要额外消耗电力，热回收效率稍低，一般不高于60%。 1.3板式显热回收器
板式显热回收器工作流程(参见图c),主要优缺点：结构简单,运行安全、可靠，无传动设备，不消耗动力，不用中间热媒，无温差损失，设备费用较低、初投资少。但是设备体积偏大，须占用较大建筑空间，接管位置固定，布置时缺乏灵活性，只能回收显热，传热效率较低。
. 资料.
. .. .
图c) 图d)
板式显热回收器 板翅式全热回收器
1.4板翅式全热回收器
板翅式全热回收器的结构和工作流程，与板式显热回收器基本相同(参见图d)，没有传动装置，自身无需动力，隔板和板翅采用了一种特殊加工的纸或膜。这种纸很薄，厚度一般小于0.10mm，具有良好的传热性和透湿性，但不透气，防止空气直接透过，当进排气的两侧存在温差和水蒸气压力差时就会产生热湿交换，从而实现全热回收，但是热效率低于转轮式热交换器。 1.5热管热回收器
热管是一种应用工质如氨的相变进行热交换的换热元件（参见图e），当热管的一端被加热时，管工质因得热而气化，吸热后的气态工质，沿管流向另一端，在这里将热量释放给被加热介质，气态工质因失热而冷凝为液态，在毛细管和重力的作用下回流至蒸发段，从而完成一个热力循环。热管热回收器结构紧凑，单位体积的传热面积大，传热可逆，但只能回收显热，接管位置固定，缺乏配管的灵活性，全年应用时，需要改变倾斜方向。
图e)
热管元件结构示意图
. 资料.
. .. . 下面对各种热回收装置进行一个比较：
热回收装置的性能比较
热回收装置的能量形式 类型 转轮式 显热/全热 热交换效率 初投资 适用风量 适用对象 50~85 中 较大 风量较大且允许排风与新风间有适量渗漏的系统 液体循环式 显热 55~65 低 中等 新风与排风热回收点较多且比较分散的系统 仅有显热可以回收的一般通风系统 板式回收器 显热 50~80 中 较小 板翅式回收器 全热 50~70 较低 较小 需要回收全热且气体比较清洁的系统 含有轻微灰尘或温度较高的通风系统 热管热回收器 显热 45~65 高 中等 2 实例分析 2.1工程简介
某酒店位于市，是具有现代化设施的五星级涉外酒店。酒店总建筑面积为7.62万㎡，地下二层，地上二十二层。地上建筑面积6.12万㎡，包括：一至六层裙房，七至二十二层客房。夏季空气调节室外计算干/湿球温度30.7/23.9℃，冬季空气调节室外计算温度-27.1，冬季空气调节室外计算相对湿度73％，空调总冷负荷为6261kW，夏季供冷设置两台水冷制冷量800RT的离心式制冷机组和一台制冷量400RT的螺杆式制冷机组。总热负荷为15197kW，冬季供热热源为市政热网+2台2t/h的燃油(气)蒸汽锅炉+2台4t/h的燃油(气) 热水锅炉。 2.2 经济分析
. 资料.
. .. .
以客房区为例，对热回收新风机组技术经济进行分析。依据建筑方案酒店有448间客房，新风总量44800m3/h，排风总量40320m3/h，设置排风热回收装置，由于通风量较大适合采用转轮热回收形式。
客房新风、卫生间排风竖向设置，新风、卫生间排风分高低区设置，高区机组设于屋顶，低区机组设于设备夹层。高区卫生间排风在屋面进行收集，与高区新风进行全热交换，经过热回收后的新风再经冷热水盘管处理后，通过若干风管分散到卫生间的竖井中，再送至各个客房。如下图所示（图中显示一台机组）。设置两台11000m3/h风量的机组为高区新风（带热回收）机组。 地区冬季气候干燥，夏季室外空气含湿量不大，如果做全热回收，冬季室外温度较低，涉及到热回收装置结露结冰的问题；如做显热回收，涉及到回收的经济性问题，所以以下针对全热、显热及冬季预热到几度等相关问题对客房部分进行经济性分析。
客房通风系统图
. 资料.
. .. .
冬、夏季新风处理结果：
参数 换热前新风温度℃ 换热前新风焓值kJ/kg 室回风温度℃ 室回风焓值kJ/kg 效率 % 换热后新风温度℃ 换热后新风焓值kJ/kg 2.2.1夏季节能计算 1）夏季全热节能计算
夏季两台机组回收冷负荷：Q=2*Gx( h’- hn )=2*11000*1.2 *(73-52.8)/3600=148 KW
设计工况主机电量：1400 KW，水泵电量：235（变频冷冻水泵）+195（定频冷却水泵）=430 KW，冷却塔电量：55 KW，转轮电量：2 KW 可减少功耗：W=148*（1400+195+55）/6261-2=37 KW
按电价取0.9元/KWh，整个制冷运行期(当量满负荷运行时间为1100h)可节电36630元。
2）夏季显热节能计算
夏季两台机组回收冷负荷：Q=2*Gx(t’-tn )=2*11000*1.2 *(30.7-24.9)/3600=42.5 KW
可减少功耗：W=42.5*（1400+195+55）/6261-2=9.2 KW 整个制冷运行期(当量满负荷运行时间为1100h)可节电9108元。 2.2.2冬季节能计算 1）冬季全热节能计算
夏季 30.7 73 23 46.1 75 24.9 52.8 冬季（新风预热到5℃） 冬季（新风预热到-15℃） 5 5.6 22 39.3 75 17.75 30.8 -15 -14.7 22 39.3 75 12.75 25.7 . 资料.
. .. . 新风预热温度5℃
冬季两台机组回收热负荷：Q=2*Gx( hn -h’)=2*11000*1.2 *(30.8-5.6)/3600=185KW
设计工况锅炉需燃气量：970 Nm3/h 节省燃气量：185*970/15197=11.8Nm3/h
按燃气价取3元/ Nm3/h，整个采暖运行期(当量满负荷运行时间为1500h)可节电53100元。 新风预热温度-15℃
冬季两台机组回收热负荷：Q=2*Gx( hn -h’)=2*11000*1.2 *【25.7-（-14.7】/3600=296KW
设计工况锅炉需燃气量：970 Nm3/h 节省燃气量：296*970/15197=18.9Nm3/h
按燃气价取3元/ Nm3/h，整个采暖运行期(当量满负荷运行时间为1500h)可节电85050元。 2）冬季显热节能计算 新风预热温度5℃
冬季两台机组回收热负荷：Q=2*Gx( tn -t’)=2*11000*1.2 *(17.75-5)/3600=93.5KW
设计工况锅炉需燃气量：970 Nm3/h 节省燃气量：93.5*970/15197=6.0Nm3/h
按燃气价取3元/ Nm3/h，整个采暖运行期(当量满负荷运行时间为1500h)可节电27000元。
投资技术表
通过风量 转轮热回收装置 m3/h 全热 显热
11000 11000 转轮台数 转轮单价 初投资 台 2 2 万元 3.9 3.1 万元 7.8 6.2 . 资料.
. .. .
运行费用及回收期计算表
热回收形式 新风预热温度（℃） 热回收时段 客房新风负荷(kW) 两台机组共回收负荷(kW) 全年节省运行费用（万元） 年节省费用总计（万元） 初投资（万元） 投资回收期（年） 说明：
考虑到排风有结露的问题，排风的相对湿度降低，显热回收需要把新风预热到5℃，而全热回收新风预热到-15℃，虽然初投资偏高，但热回收量更大，节省费用更多，回收期更短，有较好的经济前景。
结论
对热回收装置类型及应用特点做了初步阐述，根据实例分析，在酒店项目中采用排风热回收装置具有可观的经济效益和节能效益，因此应推广热回收节能措施的应用。另在决定采用换热器进行热回收之前，应结合项目实际情况，根据当地地理、气候条件综合分析评判其技术经济性，以便更好的应用热回收装置。
参考文献 :
【1】 GB 50189-2005，公共建筑节能设计标准【S】.
【2】 陆耀庆主编.实用供热空调设计手册（第二版）【M】 :中国建筑工业2008. 【3】 JGJ 26-2010, 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准【S】.
【4】 刚.热回收节能在空调系统中的应用【J】 能源技术，2005,26（3）：124-126.
全热回收 5 -15 显热回收 5 制冷季 供暖季 制冷季 供暖季 制冷季 供暖季 447 148 3.66 741 185 5.31 447 148 3.66 741 296 8.51 447 42.5 0.91 741 93.5 2.70 8.97 7.8 0.87 12.17 7.8 0.64 3.61 6.2 1.72 . 资料.
排风热回收在酒店项目中的应用分析 - 图文
