排风热回收装置综合节能性能评价方法研究
曾瑀韩
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曾瑀韩,. 排风热回收装置综合节能性能评价方法研究[J]. 中国电气工程,2023.4. DOI:10.12721/ccn.2023.157031.
摘要:
排风热回收装置是建筑工程中常见的节能手段,可有效减少空调系统能源消耗量。若单纯从理论层面分析热回收装置节能特性,或者在采用节能性能评价方法时未将应用环境考虑在内,则整体的节能效果会受影响。基于此,相关研究人员凭借能量流概念,提出了排风热回收能源综合节能性能系数的节能评价模型与评价方法,合理规避排风热回收节能评价方法的短板,并提高机组实际节能效果评估数据的精准性。
关键词: 排风热回收装置节能性能评价方法
DOI:10.12721/ccn.2023.157031
基金资助:

热交换器是减少空调清风负荷、降低空调系统能耗量的重要手段。将其投入使用,可高效回收排风中的能量。为扩大此项节能技术应用范围,国家或者各地区相继出台了与之相适应的设置原则或者技术规范,并对排风热回收装置交换效率做了相应规定。相关标准的颁布与落实为排风热回收装置在工程建设中的应用提供了制度支持。在应用实践中,排风热回收装置节能成效与交换效率、气候条件、建筑功能使用方式、空调系统能效、排放热回收系统能耗等各方面有着直接性关联。单纯的交换效率,并不能全面反映排风热回收装置节能效果。因此,在融合考虑以上各项影响因素的基础上,选用科学完善的节能评价方法就显得尤为重要。为提高此次研究针对性,特将某城市住宅的排风热回收装置作为研究对象,进行了相应分析。

一、评价排风热回收装置综合节能性能的意义

排风热回收系统负责回收建筑物内外的余热或废热,并合理应用回收的热量或冷量以及其他加热设备的热源系统。在建筑实践中,空调新风能耗量占比较大,多占到总能源的25%~30%,且随着我国建筑行业快速发展,此能耗占比在逐步增加。空调在处理新风时消耗的能量较为可观,而空调排风所含的能量更为可观。若能科学合理地应用回收的能量,可实现良好的节能效益与环境效益。然而,在建筑工程实践中,业主或者业内人士为追求经济效益,未给予热回收装置设置工作充分关注,未充分挖掘出热回收装置的节能效益与环境效益。新经济发展趋势下,我国将节能环保理念作为各行各业的重要发展指导思想。于建筑行业而言,如何选用科学合理的排风热回收装置综合节能性能评价方法,成为摆在相关企业面前的共性问题。

二、排风热回收装置节能特性理论

建筑热回收系统主要用于收集建筑物内外的余热(冷)或者废热(冷),是将回收的热量或冷量作为供热或供冷能源供其他加热或者制冷设备再次应用的系统。板式显热交换器与转轮全热交换器在现实中得到了较为广泛的应用。板式显热交换器可由光滑板构成,形成平面通道,在光滑平板上形成三角形、U型等不同截面。在设备体积相同的情况下,增加空气与板间的接触面积。从换热特性来看,换热介质逆流运动换热效率最高,但因逆流换热器的结构趋于复杂,气密性受影响,致使差流结构方案成为排风热回收装置中节能效果较好的方案。

三、建立综合节能评价模型

为评价排风热回收装置节能性能,需做好准备性工作,合理构建综合节能评价模型。在现实中,交换器为热回收装置交换排风与新风提供了媒介。常见的能量交换方式可被细化为显热交换与全热交换两种类型。排风热回收装置冬季采暖工况运行情况(图1)与夏季制冷工况运行情况(图2)具有差异。

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图1 排风热回收装置冬季采暖工况运行图

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图2 排风热回收装置夏季制冷工况运行图

在建立综合节能评价模型时,多会涉及到交换效率。交换效率可被细化温度效率与全热效率两种类别,是评估排风热回收装置节能效果的重要参数,多会受到交换器制作材料、构造与风量等相关设计参数影响。

此外,从图1与图2的排风热回收装置能量流可看出,新风流经热回收系统后,会获取部分能量。

(一)某住宅运行模式

为提高排风热回收装置节能评价模型构建针对性,特将南方某地区住宅作为研究对象,分析了节能评价模型的具体应用路径。某地区住宅多应用分散式空调,应用模式为间歇式,将节能与舒适两种运行模式融为一体。具体运行模式如表1。

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表1 某地区住宅建筑运行模式

从某地《居住建筑节能设计标准》规定可看出,若采暖空调设备采用的是空气源热泵型方面空调器,当制冷额定能效为3.1时,供热额定能效比为2.5。对于某地的住宅建筑来说,在热回收机组的制冷性能系数大于3.1时,供热性能系数大于2.5时,可获取较好的节能效益。

(二)排风热回收应用效果分析

通过对某地区以建筑面积为110平方米的三居室住宅建筑进行排风热回收应用效果分析后,整体的应用效果如下。在建筑空调面积为65平方米左右时,节能设计标准换机次数为1次/h计算,新风需求量在190m3/h。选用200m3/h排风热回收机组展开分析。选用的机组参数为风量200m3/h,送风机功率为90W,排风机功率为90W,静压为85Pa,风机机械效率为80%,温度效率60%,全热效率为55%。为提高分析工作质效,在建筑室内冬季采用的工况为16℃、18℃和20℃。夏季采用的工况为25℃与27℃。分析结果如图3与图4。

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图3热回收机组显热回收性能系数分析结果

从图3数据可看出某住宅采用显热排风热回收机组后,冬季性能系数高达4.0左右,多数时间在2.5以上,相较于分散式空调,整体节能效果要好,但并不十分显著。此外,夏季性能系数均位于1.0以下,远不及分散式空调制冷能效比3.1。由此可看出,对于该地区的住宅建筑来说,尽管热回收机组温度效率可达到60%复合节能标准需求,但整体的节能效果并未达到最佳,可应用程度不是很高。

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图4 热回收机组全热回收性能系数分析结果

由图4数据信息可看出:某地区住宅应用的全热排风热回收机组后,冬季性能系数多位于4.0左右,某些时间能达到5.0,夏季性能系数可达到5.0,部分时间超过6.0,于分散式空调采暖、制冷效能相比,节能效果更优。因此,于某地住宅建筑物而言,尽管全热回收效率为55%,但从全年来看,整体的节能效果较为明显。

四、结语

综上所述,无论何种节能技术均有其相应的可用范围。某项节能技术评价方法能否取得良好的节能效果,则取决于此项技术评价方法是否科学与完善。在建设实践中,影响排放热回收机组节能效果的因素具有多样性,既与交换效率相关,还会受到气候条件、建筑功能、应用方式、空调系统能效、排风热回收能耗等多方面因素影响。若单纯采用热回收效率,反而无法从全局视角客观地评估热回收机组应用效果。此次研究采用的是排风热回收装置综合节能性能评价方法,并结合某地区住宅建筑实际情况,展开了相应评价与分析。由分析结果可看出,尽管显热回收机组满足节能设计相应规范,但在实际应用中的节能效果并不是很好。反之,全热热回收机组具有较好的节能效果。因此,可将全热热回收方法合理地应用到某地区的住宅建筑中,以此有效提高新风系统节能效能。

参考文献:

[1]赵雷昌,陶川,卢洪.夏热冬冷地区排风热回收的技术经济分析研究[J].洁净与空调技术,2021(01):95-98.

[2]夏翠. 冷凝排风热回收新风一体机性能优化研究[D].浙江理工大学,2020.

[3]王艳丰.排风热回收装置的应用分析[J].智富时代,2019(01):154.

[4]王科.空调房间排风热回收装置设计选型探讨[J].建材与装饰,2018(35):76-77.

[5]张野,刘烨,张晓亮.关于排风热回收节能量计算的一个问题[J].暖通空调,2015,45(09):12-15.

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