建筑物中的热回收装置应用

+黄旭腾+刘磊

摘要：空调热量连同耗费的能量一同排往室外，给室外环境造成了严重的热污染，并加重了城市热岛效应，还造成了能量的浪费。面对能源的日益紧张，资源的严重浪费，不可再生资源的二次利用的重要性在经济社会的发展过程中日渐凸现。

关键词：热回收；能耗；乙二醇

1研究背景

由于空调系统在建筑物能耗所占比重大，所以提高其能量利用率，降低机组负荷对创建绿色节能建筑意义重大。普通送排风系统使得空调机组负荷大，能源利用率低。多对多溶液循环式热回收装置在排风侧将排风中的冷量（热量）通过换热器传递给乙二醇溶液，降低（提高）乙二醇溶液的温度，然后通过循环泵将被冷却（加热）的乙二醇溶液输送至新风侧的换热器中，降低（提高）新风温度，减小负荷，降低整个空调系统的运营成本，实现能量回收。

西长安街13号院项目为了到达国家绿色三星级建筑的标准，在设计初始就融入了绿色节能的理念。在地下一层设置了多对多溶液循环式热回收装置，对新风和排风进行热回收，以达到节能环保的目的。

2溶液循环式热回收装置的组成与基本原理

2.1热回收装置的重要组成部分

此类热回收系统的主要由热媒介，热回收送排风机组，溶液循环泵和隔膜式膨胀罐组成。

2.1.1热媒介

该系统采用的热媒介为容积百分比为30%的乙二醇水溶液，乙二醇水溶液是一种被广泛使用的冷媒介。乙二醇可以与水任意比例的混合，且化学性质稳定。在该热回收系统中由于只是针对送排风的热量的回收，温度波动小。乙二醇水溶液的工作范围大，完全能满足运行要求。但是乙二醇水溶液有一定的腐蚀性，易发生氧化反应，会腐蚀输送管道，影响系统的正常运营。所以需要在乙二醇水溶液中添加缓蚀剂，减少其腐蚀性。该项目乙二醇水溶液管道材质为焊接钢管，故有必要在溶液添加缓蚀剂，以减少对钢管的腐蚀。

2.1.2热回收送排风机组

具有热回收功能的空调机组与常用空调机组相似，但在机组内部增加了一个热回收段。热回收段通过冷媒传递的热量（或者冷量），对通过热回收段的空气进行加热（或者降温），从而降低机组负荷。

2.1.3溶液循环泵和隔膜式膨胀罐。冷媒通过在管道内的流动传递热量（或者冷量）。由溶液循环泵的运行保证乙二醇水溶液的循环流动，实现热回收功效。溶液循环泵一备一用。泵的扬程为12m，对应流量为30m3/h。在泵正常工作时，出水口的末端也是泵的进水口。运行时有可能产生负压现象，通过隔膜罐的作用避免管道内产生负压。同时由于管道乙二醇水溶液温度在变化，溶液的体积也会变化，导致管道内压力不断。但是整个系统可以通过膨胀罐的调节作用，避免这类情形的发生。膨胀罐内有两个舱室，分别是盛装液体的和盛装气体的。当管道内压力变化时，通过气体舱调节溶液舱的体积，改变系统压力。

2.2热回收装置原理

夏季时，室内温度低，室外温度高。经由新风系统送至室内的新风温度高，直接导致室内温度上升，致使空调系统负荷增大。与此同时，经由排风系统排至室外的空气，温度低，导致空调的制冷效果减小，同样使得室内空调系统的负荷增大。冬季时，其运行状态类似，由新风系统送至室内的新风温度低，导致室内温度下降，增加空调负荷。由排风系统排至室外的空气温度高，导致空调制热效果减小，也使空调负荷增大。

该类热回收系统在夏季运行时将新风系统中的热量由乙二醇水溶液吸收后，经过循环泵至排风系统，以此由排风系统排出的空气来降低新风的温度。同样在冬季时，系统运行时将排风系统排出空气的热量由乙二醇水溶液吸收后，经循环泵至新风系统，以此新风来降低排风系统排出空气的温度，达到节能的目的，降低空调系统负荷。

3经济效益浅析

由该溶液循环式热回收系统的热回收效率对该系统所产生的经济效益进行分析。夏季运行时：

各类参数；室外温度36℃，室内26℃。热回收效率为55%。该建筑物地下一层新风机组进风量为124000m3/h。冬季空调机组运行80天，机组一天运行12小时。

计算公式：

温度交换效率

式中：η1—温度交换效率（%）；

tOA—新风进风干球温度（℃）；

tSA—新风出风干球温度（℃）；

tRA—排风进风干球温度（℃）。

暂且tRA为冬季室内空调设计状态点温度为26℃，G为新风量124000m3/h，tOA=-10℃，tRA=26℃，η1=55%，则tSA=η1*（tRA-tOA）+tOA=55%*（36-26）+（26）=5.5+26=31.5℃

则热回收的热量为：c*m*△t =1.01*（124000*1.3/3600）*（31.5-26）=248.7KJ

那么热回收功率为248.7KW。

因为空调cop为5.22

则节省的电能有

80*12* 248.7/5.22=45738kw*h

电费收费按每度电0.8元计算

那么这个夏季可节省电费36590元

4结论

建筑物在使用过程中采用一些绿色节能的先进设备，节省了整体的运行成本。同时提高了能源利用率，减少了资源的浪费。

溶液循环式热回收装置在使用时，在保证达到对室内环境的要求的同时，降低了空调系统的负荷，延长了设备的使用寿命。溶液循环式热回收装置中排风和新风完全隔离，保证了室内空气品质。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ134—2010)[M].北京:中国建筑工业出版.

[2] 黄翔.空调工程[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3] 朱林主编.暖通空调常用数据手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4] 路亚俊主编.暖通空调[M].中国建筑工业出版社(第二版),2003.

基金项目：国家十二五科技支撑计划项目，课题名称：公共机构新建建筑绿色建设关键技术研究与示范（2013BAJ15B05）。

作者简介：黄旭腾（1979.01- ），男，浙江人，建筑工程，学士学位，工程师，中国建筑第二工程局有限公司专业技术负责。

摘要：空调热量连同耗费的能量一同排往室外，给室外环境造成了严重的热污染，并加重了城市热岛效应，还造成了能量的浪费。面对能源的日益紧张，资源的严重浪费，不可再生资源的二次利用的重要性在经济社会的发展过程中日渐凸现。

关键词：热回收；能耗；乙二醇

1研究背景

由于空调系统在建筑物能耗所占比重大，所以提高其能量利用率，降低机组负荷对创建绿色节能建筑意义重大。普通送排风系统使得空调机组负荷大，能源利用率低。多对多溶液循环式热回收装置在排风侧将排风中的冷量（热量）通过换热器传递给乙二醇溶液，降低（提高）乙二醇溶液的温度，然后通过循环泵将被冷却（加热）的乙二醇溶液输送至新风侧的换热器中，降低（提高）新风温度，减小负荷，降低整个空调系统的运营成本，实现能量回收。

西长安街13号院项目为了到达国家绿色三星级建筑的标准，在设计初始就融入了绿色节能的理念。在地下一层设置了多对多溶液循环式热回收装置，对新风和排风进行热回收，以达到节能环保的目的。

2溶液循环式热回收装置的组成与基本原理

2.1热回收装置的重要组成部分

此类热回收系统的主要由热媒介，热回收送排风机组，溶液循环泵和隔膜式膨胀罐组成。

2.1.1热媒介

该系统采用的热媒介为容积百分比为30%的乙二醇水溶液，乙二醇水溶液是一种被广泛使用的冷媒介。乙二醇可以与水任意比例的混合，且化学性质稳定。在该热回收系统中由于只是针对送排风的热量的回收，温度波动小。乙二醇水溶液的工作范围大，完全能满足运行要求。但是乙二醇水溶液有一定的腐蚀性，易发生氧化反应，会腐蚀输送管道，影响系统的正常运营。所以需要在乙二醇水溶液中添加缓蚀剂，减少其腐蚀性。该项目乙二醇水溶液管道材质为焊接钢管，故有必要在溶液添加缓蚀剂，以减少对钢管的腐蚀。

2.1.2热回收送排风机组

具有热回收功能的空调机组与常用空调机组相似，但在机组内部增加了一个热回收段。热回收段通过冷媒传递的热量（或者冷量），对通过热回收段的空气进行加热（或者降温），从而降低机组负荷。

2.1.3溶液循环泵和隔膜式膨胀罐。冷媒通过在管道内的流动传递热量（或者冷量）。由溶液循环泵的运行保证乙二醇水溶液的循环流动，实现热回收功效。溶液循环泵一备一用。泵的扬程为12m，对应流量为30m3/h。在泵正常工作时，出水口的末端也是泵的进水口。运行时有可能产生负压现象，通过隔膜罐的作用避免管道内产生负压。同时由于管道乙二醇水溶液温度在变化，溶液的体积也会变化，导致管道内压力不断。但是整个系统可以通过膨胀罐的调节作用，避免这类情形的发生。膨胀罐内有两个舱室，分别是盛装液体的和盛装气体的。当管道内压力变化时，通过气体舱调节溶液舱的体积，改变系统压力。

2.2热回收装置原理

夏季时，室内温度低，室外温度高。经由新风系统送至室内的新风温度高，直接导致室内温度上升，致使空调系统负荷增大。与此同时，经由排风系统排至室外的空气，温度低，导致空调的制冷效果减小，同样使得室内空调系统的负荷增大。冬季时，其运行状态类似，由新风系统送至室内的新风温度低，导致室内温度下降，增加空调负荷。由排风系统排至室外的空气温度高，导致空调制热效果减小，也使空调负荷增大。

该类热回收系统在夏季运行时将新风系统中的热量由乙二醇水溶液吸收后，经过循环泵至排风系统，以此由排风系统排出的空气来降低新风的温度。同样在冬季时，系统运行时将排风系统排出空气的热量由乙二醇水溶液吸收后，经循环泵至新风系统，以此新风来降低排风系统排出空气的温度，达到节能的目的，降低空调系统负荷。

3经济效益浅析

由该溶液循环式热回收系统的热回收效率对该系统所产生的经济效益进行分析。夏季运行时：

各类参数；室外温度36℃，室内26℃。热回收效率为55%。该建筑物地下一层新风机组进风量为124000m3/h。冬季空调机组运行80天，机组一天运行12小时。

计算公式：

温度交换效率

式中：η1—温度交换效率（%）；

tOA—新风进风干球温度（℃）；

tSA—新风出风干球温度（℃）；

tRA—排风进风干球温度（℃）。

暂且tRA为冬季室内空调设计状态点温度为26℃，G为新风量124000m3/h，tOA=-10℃，tRA=26℃，η1=55%，则tSA=η1*（tRA-tOA）+tOA=55%*（36-26）+（26）=5.5+26=31.5℃

则热回收的热量为：c*m*△t =1.01*（124000*1.3/3600）*（31.5-26）=248.7KJ

那么热回收功率为248.7KW。

因为空调cop为5.22

则节省的电能有

80*12* 248.7/5.22=45738kw*h

电费收费按每度电0.8元计算

那么这个夏季可节省电费36590元

4结论

建筑物在使用过程中采用一些绿色节能的先进设备，节省了整体的运行成本。同时提高了能源利用率，减少了资源的浪费。

溶液循环式热回收装置在使用时，在保证达到对室内环境的要求的同时，降低了空调系统的负荷，延长了设备的使用寿命。溶液循环式热回收装置中排风和新风完全隔离，保证了室内空气品质。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ134—2010)[M].北京:中国建筑工业出版.

[2] 黄翔.空调工程[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3] 朱林主编.暖通空调常用数据手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4] 路亚俊主编.暖通空调[M].中国建筑工业出版社(第二版),2003.

基金项目：国家十二五科技支撑计划项目，课题名称：公共机构新建建筑绿色建设关键技术研究与示范（2013BAJ15B05）。

作者简介：黄旭腾（1979.01- ），男，浙江人，建筑工程，学士学位，工程师，中国建筑第二工程局有限公司专业技术负责。

摘要：空调热量连同耗费的能量一同排往室外，给室外环境造成了严重的热污染，并加重了城市热岛效应，还造成了能量的浪费。面对能源的日益紧张，资源的严重浪费，不可再生资源的二次利用的重要性在经济社会的发展过程中日渐凸现。

关键词：热回收；能耗；乙二醇

1研究背景

由于空调系统在建筑物能耗所占比重大，所以提高其能量利用率，降低机组负荷对创建绿色节能建筑意义重大。普通送排风系统使得空调机组负荷大，能源利用率低。多对多溶液循环式热回收装置在排风侧将排风中的冷量（热量）通过换热器传递给乙二醇溶液，降低（提高）乙二醇溶液的温度，然后通过循环泵将被冷却（加热）的乙二醇溶液输送至新风侧的换热器中，降低（提高）新风温度，减小负荷，降低整个空调系统的运营成本，实现能量回收。

西长安街13号院项目为了到达国家绿色三星级建筑的标准，在设计初始就融入了绿色节能的理念。在地下一层设置了多对多溶液循环式热回收装置，对新风和排风进行热回收，以达到节能环保的目的。

2溶液循环式热回收装置的组成与基本原理

2.1热回收装置的重要组成部分

此类热回收系统的主要由热媒介，热回收送排风机组，溶液循环泵和隔膜式膨胀罐组成。

2.1.1热媒介

该系统采用的热媒介为容积百分比为30%的乙二醇水溶液，乙二醇水溶液是一种被广泛使用的冷媒介。乙二醇可以与水任意比例的混合，且化学性质稳定。在该热回收系统中由于只是针对送排风的热量的回收，温度波动小。乙二醇水溶液的工作范围大，完全能满足运行要求。但是乙二醇水溶液有一定的腐蚀性，易发生氧化反应，会腐蚀输送管道，影响系统的正常运营。所以需要在乙二醇水溶液中添加缓蚀剂，减少其腐蚀性。该项目乙二醇水溶液管道材质为焊接钢管，故有必要在溶液添加缓蚀剂，以减少对钢管的腐蚀。

2.1.2热回收送排风机组

具有热回收功能的空调机组与常用空调机组相似，但在机组内部增加了一个热回收段。热回收段通过冷媒传递的热量（或者冷量），对通过热回收段的空气进行加热（或者降温），从而降低机组负荷。

2.1.3溶液循环泵和隔膜式膨胀罐。冷媒通过在管道内的流动传递热量（或者冷量）。由溶液循环泵的运行保证乙二醇水溶液的循环流动，实现热回收功效。溶液循环泵一备一用。泵的扬程为12m，对应流量为30m3/h。在泵正常工作时，出水口的末端也是泵的进水口。运行时有可能产生负压现象，通过隔膜罐的作用避免管道内产生负压。同时由于管道乙二醇水溶液温度在变化，溶液的体积也会变化，导致管道内压力不断。但是整个系统可以通过膨胀罐的调节作用，避免这类情形的发生。膨胀罐内有两个舱室，分别是盛装液体的和盛装气体的。当管道内压力变化时，通过气体舱调节溶液舱的体积，改变系统压力。

2.2热回收装置原理

夏季时，室内温度低，室外温度高。经由新风系统送至室内的新风温度高，直接导致室内温度上升，致使空调系统负荷增大。与此同时，经由排风系统排至室外的空气，温度低，导致空调的制冷效果减小，同样使得室内空调系统的负荷增大。冬季时，其运行状态类似，由新风系统送至室内的新风温度低，导致室内温度下降，增加空调负荷。由排风系统排至室外的空气温度高，导致空调制热效果减小，也使空调负荷增大。

该类热回收系统在夏季运行时将新风系统中的热量由乙二醇水溶液吸收后，经过循环泵至排风系统，以此由排风系统排出的空气来降低新风的温度。同样在冬季时，系统运行时将排风系统排出空气的热量由乙二醇水溶液吸收后，经循环泵至新风系统，以此新风来降低排风系统排出空气的温度，达到节能的目的，降低空调系统负荷。

3经济效益浅析

由该溶液循环式热回收系统的热回收效率对该系统所产生的经济效益进行分析。夏季运行时：

各类参数；室外温度36℃，室内26℃。热回收效率为55%。该建筑物地下一层新风机组进风量为124000m3/h。冬季空调机组运行80天，机组一天运行12小时。

计算公式：

温度交换效率

式中：η1—温度交换效率（%）；

tOA—新风进风干球温度（℃）；

tSA—新风出风干球温度（℃）；

tRA—排风进风干球温度（℃）。

暂且tRA为冬季室内空调设计状态点温度为26℃，G为新风量124000m3/h，tOA=-10℃，tRA=26℃，η1=55%，则tSA=η1*（tRA-tOA）+tOA=55%*（36-26）+（26）=5.5+26=31.5℃

则热回收的热量为：c*m*△t =1.01*（124000*1.3/3600）*（31.5-26）=248.7KJ

那么热回收功率为248.7KW。

因为空调cop为5.22

则节省的电能有

80*12* 248.7/5.22=45738kw*h

电费收费按每度电0.8元计算

那么这个夏季可节省电费36590元

4结论

建筑物在使用过程中采用一些绿色节能的先进设备，节省了整体的运行成本。同时提高了能源利用率，减少了资源的浪费。

溶液循环式热回收装置在使用时，在保证达到对室内环境的要求的同时，降低了空调系统的负荷，延长了设备的使用寿命。溶液循环式热回收装置中排风和新风完全隔离，保证了室内空气品质。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ134—2010)[M].北京:中国建筑工业出版.

[2] 黄翔.空调工程[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3] 朱林主编.暖通空调常用数据手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4] 路亚俊主编.暖通空调[M].中国建筑工业出版社(第二版),2003.

基金项目：国家十二五科技支撑计划项目，课题名称：公共机构新建建筑绿色建设关键技术研究与示范（2013BAJ15B05）。

作者简介：黄旭腾（1979.01- ），男，浙江人，建筑工程，学士学位，工程师，中国建筑第二工程局有限公司专业技术负责。