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可乐操热回收设备及其应用

 

摘  要:介绍了目前常用的各种可乐操热回收方式的原理、优缺点及适用场合,并对各种方式做了技术分析与经济比较,为实际工程应用和设计提供了一般指导。
关键词:热回收  建筑节能  显热或全热交换  回收效率  
1、概述
随着社会经济的不断发展,人们不再满足于室内温度舒适性的要求,越来越多的人们已经意识到改善室内空气环境的必要性和紧迫性。有关室内空气品质的研究,可以追溯到20世纪初,当时,人们已经开始采用通风的方法来改善室内空气环境。空调系统的出现,为人们创造了舒适的空调环境。70年代的全球能源危机,使空调系统这一能源消耗大户面临严重考验,节能降耗成为空调系统设计的关键环节。节能措施之一就是减少入室可乐操量,但是这一措施引起了室内空气环境恶化,再加上现代建筑中密闭空间的增多以及各种装饰材料的使用,出现了“病态建筑综合症”。80年代以来,空调步入一个新的发展阶段,新阶段的标志之一就是由舒适性空调向健康空调的变革。可乐操热回收装置以其独特的优势已在市场上逐步普及开来。
空气热回收装置是使进风和排风之间产生显热或全热交换,回收冷 (热)量的装置。国家标准《室内空气质量标准》GB/T1883-2002于2002年开始施行,此标准规定了每个人的可乐操量为30CMH,可乐操量的大小不仅关系到保证人体的健康,也与能耗、初投资和运行费用密切相关。2005年国家建设部又颁布了《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005,进一步划分不同场合的可乐操量标准。可乐操热回收装置的运用使得平衡式通风得以实现,在空调房间引进可乐操的同时排出房间的空气;可乐操热回收装置的运用可以调节空调房间的压力,不同的压力状况的实现只需要调节可乐操与排风的比例即可;可乐操热回收装置的运用使得可乐操处理的能耗减少而节能并降低运行了运行费用。
2、可乐操热回收方式的类型及其应用
可乐操热回收的方式很多,各种不同方式的效率高低、设备费的大小、维护保养的繁简也各不相同。热回收装置有板式热回收机、转轮式热回收机、热管式热回收机、中间热媒式热回收机、热泵式热回收机、溶液喷淋式热回收机等。以下介绍几种常用的可乐操热回收方式。
2.1、板式可乐操热回收装置
板式热回收机分为显热热回收机和全热热回收机。板式
显热热回收机的基材为铝箔等导热性能好的金属使排风与新
风之间进行热交换。板式全热热回收机是采用金属平板膜片与
高分子平板膜片组合而成,当隔板两侧气流之间存在温度差和
水蒸汽分压力差时,两气流之间就产生传热和传质的过程,进
行全热交换。芯体结构示意图见 图2.1-1。其特点是构造简单,过滤除尘,双向可乐操视频,无互串气,效率高,机体内没有运动部件运行,安全、可靠,各出入口接管便利,安装方便,设备费用较低,适用于一般民用空调工程。
    在选用板式显热热回收机时,可乐操温度不宜低于-10℃,否则排风侧出现结霜;当可乐操温度低于-10℃时,应在热交换器前加可乐操预热器;可乐操进入热回收机之前,必须先经过过滤器净化,排风进入热回收机之前,一般也装过滤器,但当排风较干净时,可不装。在选用板式全热热回收机时,当排风中含有有害成分时,不宜选用。 
2.2、转轮可乐操热回收装置
转轮式热回收机是转轮在旋转过程中让排风与可乐操以相逆的方向流过转轮(蓄热器)而各自转换能量。它既能回收显热,又能回收潜热,排风与可乐操交替逆向流过转轮,具有自净作用,它可以通过对转轮转速的控制来适应不同的室内外空气参数。如图2.2-1所示。转轮式热回收机回收效率高,可达70%~90%。还能适用于较高温度的排风系统,同时它也存在一些缺点,如装置较大,占用面积和空间较大,接管位置固定,配管灵活性差,有传动设备,自身消耗动力,压力损失较大,无法避免交叉污染。转轮式热回收机一般将它们用于有一定湿度要求的空调系统中,如纺织厂,旅馆,医院,办公楼、工业通风系统等一些大型空调系统中,对家用空调则不适用。一般情况下,转轮式热回收机宜布置在负压段,且适用于排风不带有害物或有毒物质的场合。
2.3热管热回收装置
热管式热回收机是一种借助工质(如氨,氟里昂—11,氟里昂—113,丙醇,甲醇等)的相变进行热传递的换热元件,由多根热管组成,利用热管进行空调热回收,温度范围一般为-20℃~+40℃,管材一般为铝或铝合金。热管元件结构示意图见图2.3-1。
热管是一种高效的传热元件,其导热能力比金属高出几百倍,热管还具有均温特性好,热流密度可调、传热方向可逆等,用它组成热管换热器不仅具有热管固有的传热量大、温差小、重量轻、体积小、热响应迅速等特点,而且还具有安装方便、维修简便、使用寿命长、阻力损失小、进排风流道间便于分隔、互补渗漏等优点,作为空气调节、通风、余热回收装置、均温装置、太阳能吸收器等方面的理想节能操逼电影下载。
热管技术在建筑节能中应用的形式多种多样,既有技术成熟、应用成功的工程实例。如公共建筑集中的排风热(冷)回收;民用住宅空调排风热(冷)回收;由于热管本身具有的诸多特点,如均温性、热流密度可以变化,热二极管特性等,使其在太阳能应用中具有极为广泛的应用前景。
2.4中间热媒式热回收机
中间热媒式热回收机采用盘管式热回收机,利用水泵使水作为介质在两个热回收机内循环,将排风中的热量(冷量)传递给可乐操,从而实现热能的回收。中间热媒通常采用水,为了降低水的冰点,通常在水中加入一定比例的乙二醇。其工作流程见图2.4-1。使用中间热媒式热回收机,可乐操与排风不会产生交叉污染,供热侧与得
热侧之间通过管道连接,因此对距离没有限制,布置方便灵活。如果使用恰当的盘管排数,其显热回收率可达40%~60%。缺点是只能回收显热,不能回收潜热,由于应用中间热媒,所以存在温差损失,热效率较低,一般在60%以下,当增加盘管排数时,回收效率有所增加。中间热媒式热回收机适用于对可乐操质量要求较高的场合。如:展览馆、写字间、会议室、餐厅、接待室、医院手术室、病房等。
2.5 热泵式热回收装置
热泵式热回收装置由于其独特的运行工况,使得能效系数提高而节能。其原理是将空气系统中的排风热能经热泵的提升效应而达到节能的目的,是一种广义的热回收器,该方式的特征在于消耗一定的能量,以几倍于消耗的能量回收热量 。
使用热泵式热回收机的优点是热回收效率高,在夏季工况下,热泵的cop值(热泵回收的能量与输入功率的比值)都能达到5左右;将可乐操处理到室内空气状态,可乐操负荷全部被去除,减少了主机的运行费用。无互串气,安装方便,使用简单,各风管接管便利,适应温差范围大。缺点是有压缩机等机械部件,没有传质的过程,只有显热回收,长期使用对机组的维护要求较高。
   热泵式热回收机适用于对可乐操洁净度要求较高、对可乐操湿度有要求的场合,热泵机组在夏季可以消除部分室内的湿负荷。在春秋季节运行时,不用开启中央空调系统同样可以达到调温、调湿的功能,这是别的热回收设备不具有的功能。应用场合如:展览馆、会议室、体育馆、医院手术室、病房等。
3、各种热回收装置技术分析与经济比较
当我们在选用时如何决定和评价这几种热能回收换热器呢?首要的问题当然是使用场合的适应性,一般可分为公共民用,以可乐操视频为首要特征,工业用途以热能回收为主要特征,并且两个通路间严禁互串,医院病房排气,实验动物房等也应如此,其次要考虑的当然是热回收效率的高低,其它各项技术经济比较,详见表3-1。

用途

热回收效率

有无运动机件

直接热传递

传质

互串气可能性

适宜温差

接管布置便利

长期使用稳定性

初投资

运行电能消耗

综合回收效果

板式

民用

极少

一般

转轮式

民用

工业

可能

一般

一般

热管式

工业

一般

不能

一般

一般

较大

一般

中间热媒式

民用

一般

一般

不能

一般

一般

较大

一般

热泵式

民用

工业

不能

不能

一般

较大

 

表1  各种热回收装置技术分析与经济比较

4、结语

设置排风热回收装置,能回收排风中的余热,节省一定的能源,是节能的一项重要措施,符合节能的大方向。选择热回收装置,应根据实际工程状况以及排风中有害气体的情况及自身的经济状况,确定选用合适的热回收装置。尤其是实施新的室内空气质量标准后,可乐操负荷在空调采暖负荷中的比例越来越大的情况下,是一项必不可少的技术手段。
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