空调排风热回收系统应用

王小平

摘 要：随着现代生活对环保和节能的要求，空调排风热回收系统应运而生，是以可持续发展为基础理念的空调设备。本文首先对空调排风热回收系统的工作原理、相关性能进行了详细的分析，然后从四个方面阐述了空调排风热回收系统的应用，包括全热交换器节能量的分析计算、系统负荷的分析计算、系统应用前后锅炉和设备设备能耗的分析等，最后分析了空调排风热回收系统应用后对室内空气品质的影响，这对于空调排风热回收系统的深入广泛应用意义重大。

关键词：空调排风 热回收系统 实际应用 性能分析

中图分类号：TU831.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0067-02

1 空调排风热回收系统概述

1.1 空调排风热回收系统的工作原理

为了使得室内的空气量保持平衡，空调系统中进入室内的新风量与室外排出的风量要持平。新风需要经过空调的冷却、加热、加湿等处理才能进入室内，因此排风和新风之间有一种能耗，即新风负荷。通常的空调系统排风直接排出室外，不经过处理，会浪费掉一大部分能量。如果利用空调热排风系统来预热或预冷新风，在排风中将一部分能耗回收，则能使得新风负荷降低，降低空调系统总能耗。空调排风热回收系统的工作原理图（如图1）。

1.2 带排风热回收设备的空调系统

空气从房间出来后，会有一部分通过热回收设备和新风实现换热，从而预处理新风，排风在换热后以废气排出，而预处理后的回风和新风混合在处理后将进入室内。一般只靠回风回收的热量无法使得新风处理到送风状态，因此需要利用上图中的辅助冷却/加热盘对它们进行再次处理。如果室内外的温差不大，则没有必要进行空调排风热回收系统的应用，可以再新风入口进行旁通管道的设置，在春秋季可以打开利用。

1.3 空调排风热回收系统的性能分析

随着我国社会的进步，能源日益短缺，建筑物主要的能耗之一就是空调，因此有必要对空调排风热回收系统的相关性能进行分析。在空调负荷中，一般新风负荷的比例为百分之三十，将房间的热量直接排入大气会在形成污染的同时浪费能源。如果将排风所剩余的热量来对新风进行预处理，则能降低新风处理的能量，减少机组的负荷，从而促使空调系统经济型提高。空调排风热回收系统的性能包括节能、提高空气品质、降低负荷、节约费用等，其中节能性最为显著。对空调排风热回收系统来说，影响其节能性的原因很多，而室外空气的温度和湿度是一个重要因素。我国大部分地区的气候特点为冬冷夏热、四季分明，而空调大多是在冬季和夏季使用，结合空调实际的使用情况，一年中室外空气的变化大致（如图2）。

1.4 一年温度焓值变化图

在空调排风热回收系统的设计中，在了解了室外的焓值、温湿度之后，应该预先设定几个参数，比如空调区域的湿度、温度等。参考这些参数，与合理的空气处理途径相结合，则能得到满足多种负荷需要的送风量、送风湿度和送风温度的大小。在分析空调排风热回收系统的节能性时，倘若已经了解了空调设备的上述参数，与热回收装置的相关性能参数，如是全热回收还是显热回收、热交换效率的高低等结合，则能得出理论上的节能量。

2 空调排风热回收系统的实际应用分析

2.1 空调排风热回收工程及设备简介

空调排风热回收系统在实际生活中有着广泛的应用，例如，某地区大型商场，地上六层，地下两层，负二层为设备房，地上建筑高度为30米左右，建筑面积约为30729 m2，空调面积约为24494 m2。办公室使用风机盘管来供冷供热，而商场使用全空气系统。空调在冬季和夏季的设计参数如温度、湿度等均已掌握，如办公室和商场夏季设计温度为26 ℃，而相对湿度为65%，冬季设计温度18 ℃，相对湿度为40%；夏季室外干球温度为35.5 ℃，而室外计算湿球温度为28.2 ℃；夏季室外平均温度为32 ℃，平均风速为2.3 m/s，空调冬季干球温度为-7℃，相对湿度为71%，平均风速为3.1 m/s。根据资料，此商场一楼到六楼的新风负荷占比例较大，冬季占到65%左右，因此如果对排风实施热回收，能将处理新风的能量消耗有效减少。根据商场夏季设计的施工状况，新风负荷中潜热负荷高达65%，因此从综合节能的角度考虑，应该选择使用全热能量回收系统，可以在一层选择使用三台风量参数为12288 m3/h的全热交换器，二层到五层选择风量参数为10357 m3/h的全热交换器三台，六层选用风量参数为6201 m3/h的全热交换器，这样一来，新风处理量总计177350 m3/h。因为全热交换器的安装在地下一层不方便，因此没有进行设计。

2.2 空调排风热回收系统全热交换器节能量的分析

空调排风热回收系统中全热交换器效率的高低是其节能性判定的重要因素。本案例所采用的的空调全热交换器，在冬夏季的热交换效率受到新排风温度湿度的影响比较多。由于在此案例中室内设计的温度和湿度，也就是冬夏季排风的温度和湿度已经明确，因此只有新风的温湿度对热交换效率产生影响。在夏季的相关排风参数一定的状况下，一般使用多元线性回归的方式来分析热交换效率如何受到新风温度湿度的影响，线性回归分析通常使用Matlab软件来编程。在空调排风热回收系统中，转轮式交换器一般有恒定送风温度、温差比较能量回收、恒定露点温度和焓差比较能量回收四种常用方式。本案例采用焓差比较能量回收来进行控制，即在全热交换器的排风和新风入口，安装焓值传感器，对新风和排风的焓值分别测量。夏季档排风焓值比新风焓值低时，焓控制器利用转轮控制器来指挥系统运行。该文案例中的商场空调制冷器一般为五月到十月，参照商场地区全年的温度和湿度，根据相关公式可以得到制冷器的新风焓值曲线，从而得到此商场制冷器的全热交换器效率变化及回收能量，同理得到商场夏季制热期全热交换器的效率变化和回收能量，最后可分析冬夏两季热回收的总能量。endprint

2.3 空调排风热回收系统负荷的分析

在对空调排风系统因为使用热回收而节约的热能、电能进行分析时，对锅炉燃料消耗的节省和冷水机组功耗的节省可以参照全热交换器节能量的分析进行。而对于空调系统中的冷却塔、水泵等设备节省能耗的分析比较困难。本文主要利用能耗模拟软件来对冷却塔、水泵中的设备能耗的变化进行分析，首先分析热回收使用前后系统的负荷变化，从而对各个负荷段运行的时间进行统计，最后分析热回收前后冷水塔、水泵等设备的节省能耗和运行能耗。一般使用动态能耗模拟软件DeST来模拟建筑空调能耗。首先，根据原图纸来建立相关模型，接着参考原来的设计数据来进行相关参数的设置，然后利用DeST软件来开展负荷模拟分析，得到热回收使用前的空调逐时负荷。一般在横轴上的为热负荷，而冷负荷在横轴下方。在考虑空调排风热回收时，用上述模拟计算的结果将空调逐时回收的新风负荷减掉，则可以得到热回收使用后空调的逐时负荷。

2.4 空调排风热回收系统应用前后锅炉和设备能耗分析

在对空调排风热回收系统应用前后辅助设备及锅炉的能耗分析时，首先，是水泵等设备所节省的能源消耗的分析。夏季，当冷水机组的设计容量中的建筑冷负荷的比例分别为0～33%、33%～66%、 66%～100%时，冷却塔和水泵一般开启1台、2台和3台。冬季，当锅炉设计容量中的建筑热负荷比例为0～50%、50%～100%时，热水泵和锅炉一般开启1台、2台。冷冻水泵和热水泵一起用，最多为2台。根据相关数据，可以知道空调热回收前后相关辅助设备有着明显的能源节省，例如夏季辅助设备所节省的能耗一般为68690 kWh，占同时期冷水机组电耗节省的40%左右。其次，是空调热回收增加的能耗分析。空调全热交换器的利用会使得系统增加阻力，因此风机的动力消耗会增加。本商场采用转轮式全热交换器，除此外，还会使得设备的驱动电耗增加。因为空调机房的面积有限制，在新排风侧没有安装旁通管，不进行热回收的时候风机的能源消耗也会增加。在对风机增加能耗进行分析时，一般将排风侧和新风侧分开分析，新风侧的风机能耗一般是因为热交换器有新风通过时阻力增加而导致的，排风侧的风机能耗是因为热交换器和中效过滤段中有排风通过时阻力增加而导致的。

3 空调排风热回收系统的应用对空气品质的影响

在空调系统的使用过程中，加强室内换气、增加室内新风是进行室内空气质量有效改善的重要方法。空调排风热回收系统不仅能将排风中的一部分能量回收，实现有效节能，还能使得室内新风量大幅度增加，促使室内空气质量和环境有效改善，提高室内空气品质。首先，新风对于室内空气质量改善、降低病态建筑综合征意义重大。能够将室内有味有害的气体有效的稀释，还能利用相关通风途径带走一定的污染物，使得室内的二氧化碳等对人体有害的气体和悬浮颗粒等的浓度降低，因此，空调设计中的关键之一是新风量，其大小对空调的负荷大小有重要影响。与此同时，在保证空调新风量的同时，还要确保新风的质量，如此才能实现提高室内空气品质的目的。其次，因为新的标准要求空调的新风量需要加大，而且室内相对湿度的要求较低，因此室内受到新风的影响非常突出。空调排风系统的湿负荷和冷负荷会增加很多，在一些较热较潮湿的地区，以往的空气处理系统无法完成。而以排风热回收为前提，对新风实施预处理，可以再不增加能耗的同时改善空气质量。例如，可以采用通过管道实现排风进风独立的系统，与空调系统管道分开，通过独立的管道姜预处理过的新风送到室内，从而能增加新风量，改善室内空气分布并提高其质量。

4 结语

随着经济的不断发展，节能降耗成为现代社会的重要问题，同时越来越对的室内空气质量问题开始凸显，如果不采取一定的措施，会对人们的正常生活和健康有严重影响，采用空调排风热回收，不仅能对排风中的能量进行回收，还能对新风实施预处理，能较好的解决上述问题。本文首先对空调排风热回收系统的工作原理和节能性能做了全面的分析，然后以某大型商场为例，有针对性的分析了空调排风热回收系统的实际应用，最后总结了排风热回收系统对空气质量的提升作用，对于现代居民的健康生活意义重大。

参考文献

[1] 李舒宏，张小松，杜凯，等.新型排风量回收装置的分析与研究[J].建筑热能通风空调，2009（24）：49-51，85.

[2] 毕晓平，宋春光，宋子彦.采用空气源热泵热回收机组节能效果分析[J].城市管理与科技，2008（2）：77-79.

[3] 柳成文.新风量、新风品质及新风处理对室内空气品质的影响[J].电力学报，2010（3）：227-230.endprint

2.3 空调排风热回收系统负荷的分析

在对空调排风系统因为使用热回收而节约的热能、电能进行分析时，对锅炉燃料消耗的节省和冷水机组功耗的节省可以参照全热交换器节能量的分析进行。而对于空调系统中的冷却塔、水泵等设备节省能耗的分析比较困难。本文主要利用能耗模拟软件来对冷却塔、水泵中的设备能耗的变化进行分析，首先分析热回收使用前后系统的负荷变化，从而对各个负荷段运行的时间进行统计，最后分析热回收前后冷水塔、水泵等设备的节省能耗和运行能耗。一般使用动态能耗模拟软件DeST来模拟建筑空调能耗。首先，根据原图纸来建立相关模型，接着参考原来的设计数据来进行相关参数的设置，然后利用DeST软件来开展负荷模拟分析，得到热回收使用前的空调逐时负荷。一般在横轴上的为热负荷，而冷负荷在横轴下方。在考虑空调排风热回收时，用上述模拟计算的结果将空调逐时回收的新风负荷减掉，则可以得到热回收使用后空调的逐时负荷。

2.4 空调排风热回收系统应用前后锅炉和设备能耗分析

在对空调排风热回收系统应用前后辅助设备及锅炉的能耗分析时，首先，是水泵等设备所节省的能源消耗的分析。夏季，当冷水机组的设计容量中的建筑冷负荷的比例分别为0～33%、33%～66%、 66%～100%时，冷却塔和水泵一般开启1台、2台和3台。冬季，当锅炉设计容量中的建筑热负荷比例为0～50%、50%～100%时，热水泵和锅炉一般开启1台、2台。冷冻水泵和热水泵一起用，最多为2台。根据相关数据，可以知道空调热回收前后相关辅助设备有着明显的能源节省，例如夏季辅助设备所节省的能耗一般为68690 kWh，占同时期冷水机组电耗节省的40%左右。其次，是空调热回收增加的能耗分析。空调全热交换器的利用会使得系统增加阻力，因此风机的动力消耗会增加。本商场采用转轮式全热交换器，除此外，还会使得设备的驱动电耗增加。因为空调机房的面积有限制，在新排风侧没有安装旁通管，不进行热回收的时候风机的能源消耗也会增加。在对风机增加能耗进行分析时，一般将排风侧和新风侧分开分析，新风侧的风机能耗一般是因为热交换器有新风通过时阻力增加而导致的，排风侧的风机能耗是因为热交换器和中效过滤段中有排风通过时阻力增加而导致的。

3 空调排风热回收系统的应用对空气品质的影响

在空调系统的使用过程中，加强室内换气、增加室内新风是进行室内空气质量有效改善的重要方法。空调排风热回收系统不仅能将排风中的一部分能量回收，实现有效节能，还能使得室内新风量大幅度增加，促使室内空气质量和环境有效改善，提高室内空气品质。首先，新风对于室内空气质量改善、降低病态建筑综合征意义重大。能够将室内有味有害的气体有效的稀释，还能利用相关通风途径带走一定的污染物，使得室内的二氧化碳等对人体有害的气体和悬浮颗粒等的浓度降低，因此，空调设计中的关键之一是新风量，其大小对空调的负荷大小有重要影响。与此同时，在保证空调新风量的同时，还要确保新风的质量，如此才能实现提高室内空气品质的目的。其次，因为新的标准要求空调的新风量需要加大，而且室内相对湿度的要求较低，因此室内受到新风的影响非常突出。空调排风系统的湿负荷和冷负荷会增加很多，在一些较热较潮湿的地区，以往的空气处理系统无法完成。而以排风热回收为前提，对新风实施预处理，可以再不增加能耗的同时改善空气质量。例如，可以采用通过管道实现排风进风独立的系统，与空调系统管道分开，通过独立的管道姜预处理过的新风送到室内，从而能增加新风量，改善室内空气分布并提高其质量。

4 结语

随着经济的不断发展，节能降耗成为现代社会的重要问题，同时越来越对的室内空气质量问题开始凸显，如果不采取一定的措施，会对人们的正常生活和健康有严重影响，采用空调排风热回收，不仅能对排风中的能量进行回收，还能对新风实施预处理，能较好的解决上述问题。本文首先对空调排风热回收系统的工作原理和节能性能做了全面的分析，然后以某大型商场为例，有针对性的分析了空调排风热回收系统的实际应用，最后总结了排风热回收系统对空气质量的提升作用，对于现代居民的健康生活意义重大。

参考文献

[1] 李舒宏，张小松，杜凯，等.新型排风量回收装置的分析与研究[J].建筑热能通风空调，2009（24）：49-51，85.

[2] 毕晓平，宋春光，宋子彦.采用空气源热泵热回收机组节能效果分析[J].城市管理与科技，2008（2）：77-79.

[3] 柳成文.新风量、新风品质及新风处理对室内空气品质的影响[J].电力学报，2010（3）：227-230.endprint

2.3 空调排风热回收系统负荷的分析

在对空调排风系统因为使用热回收而节约的热能、电能进行分析时，对锅炉燃料消耗的节省和冷水机组功耗的节省可以参照全热交换器节能量的分析进行。而对于空调系统中的冷却塔、水泵等设备节省能耗的分析比较困难。本文主要利用能耗模拟软件来对冷却塔、水泵中的设备能耗的变化进行分析，首先分析热回收使用前后系统的负荷变化，从而对各个负荷段运行的时间进行统计，最后分析热回收前后冷水塔、水泵等设备的节省能耗和运行能耗。一般使用动态能耗模拟软件DeST来模拟建筑空调能耗。首先，根据原图纸来建立相关模型，接着参考原来的设计数据来进行相关参数的设置，然后利用DeST软件来开展负荷模拟分析，得到热回收使用前的空调逐时负荷。一般在横轴上的为热负荷，而冷负荷在横轴下方。在考虑空调排风热回收时，用上述模拟计算的结果将空调逐时回收的新风负荷减掉，则可以得到热回收使用后空调的逐时负荷。

2.4 空调排风热回收系统应用前后锅炉和设备能耗分析

在对空调排风热回收系统应用前后辅助设备及锅炉的能耗分析时，首先，是水泵等设备所节省的能源消耗的分析。夏季，当冷水机组的设计容量中的建筑冷负荷的比例分别为0～33%、33%～66%、 66%～100%时，冷却塔和水泵一般开启1台、2台和3台。冬季，当锅炉设计容量中的建筑热负荷比例为0～50%、50%～100%时，热水泵和锅炉一般开启1台、2台。冷冻水泵和热水泵一起用，最多为2台。根据相关数据，可以知道空调热回收前后相关辅助设备有着明显的能源节省，例如夏季辅助设备所节省的能耗一般为68690 kWh，占同时期冷水机组电耗节省的40%左右。其次，是空调热回收增加的能耗分析。空调全热交换器的利用会使得系统增加阻力，因此风机的动力消耗会增加。本商场采用转轮式全热交换器，除此外，还会使得设备的驱动电耗增加。因为空调机房的面积有限制，在新排风侧没有安装旁通管，不进行热回收的时候风机的能源消耗也会增加。在对风机增加能耗进行分析时，一般将排风侧和新风侧分开分析，新风侧的风机能耗一般是因为热交换器有新风通过时阻力增加而导致的，排风侧的风机能耗是因为热交换器和中效过滤段中有排风通过时阻力增加而导致的。

3 空调排风热回收系统的应用对空气品质的影响

在空调系统的使用过程中，加强室内换气、增加室内新风是进行室内空气质量有效改善的重要方法。空调排风热回收系统不仅能将排风中的一部分能量回收，实现有效节能，还能使得室内新风量大幅度增加，促使室内空气质量和环境有效改善，提高室内空气品质。首先，新风对于室内空气质量改善、降低病态建筑综合征意义重大。能够将室内有味有害的气体有效的稀释，还能利用相关通风途径带走一定的污染物，使得室内的二氧化碳等对人体有害的气体和悬浮颗粒等的浓度降低，因此，空调设计中的关键之一是新风量，其大小对空调的负荷大小有重要影响。与此同时，在保证空调新风量的同时，还要确保新风的质量，如此才能实现提高室内空气品质的目的。其次，因为新的标准要求空调的新风量需要加大，而且室内相对湿度的要求较低，因此室内受到新风的影响非常突出。空调排风系统的湿负荷和冷负荷会增加很多，在一些较热较潮湿的地区，以往的空气处理系统无法完成。而以排风热回收为前提，对新风实施预处理，可以再不增加能耗的同时改善空气质量。例如，可以采用通过管道实现排风进风独立的系统，与空调系统管道分开，通过独立的管道姜预处理过的新风送到室内，从而能增加新风量，改善室内空气分布并提高其质量。

4 结语

随着经济的不断发展，节能降耗成为现代社会的重要问题，同时越来越对的室内空气质量问题开始凸显，如果不采取一定的措施，会对人们的正常生活和健康有严重影响，采用空调排风热回收，不仅能对排风中的能量进行回收，还能对新风实施预处理，能较好的解决上述问题。本文首先对空调排风热回收系统的工作原理和节能性能做了全面的分析，然后以某大型商场为例，有针对性的分析了空调排风热回收系统的实际应用，最后总结了排风热回收系统对空气质量的提升作用，对于现代居民的健康生活意义重大。

参考文献

[1] 李舒宏，张小松，杜凯，等.新型排风量回收装置的分析与研究[J].建筑热能通风空调，2009（24）：49-51，85.

[2] 毕晓平，宋春光，宋子彦.采用空气源热泵热回收机组节能效果分析[J].城市管理与科技，2008（2）：77-79.

[3] 柳成文.新风量、新风品质及新风处理对室内空气品质的影响[J].电力学报，2010（3）：227-230.endprint