排风热回收系统设计方法研究.docVIP

排风热回收The Way to Design a Good Air-to-Air Energy Recovery Ventilation System 中国建筑科学研究院 孙宁benefit of energy recovery and how to specify the heat recovery exchanger. Key Words: air-to-air energy recovery, design method 随着用户节能意识的提升，越来越多地被公共建筑采用排风热回收系统对排风中的冷热湿进行回收再利用。而且，国家和地方先后颁布实施了一些节能设计标准和规范，如《GB50189-2005公共建筑节能设计标准》第5.3.14规定：“建筑物设有集中排风系统且符合下列之一时，宜设置排风热回收装置”。北京地方标准《DBJ01-621-2005公共建筑节能设计标准》更进一步对各种系统形式做出了具体要求。这些标准成为排风热回收技术应用的重要推手之一。 但是，单纯为了用而用，或仅仅为满足规范要求而设计的节能系统，很可能曲解国家标准的初衷，很可能造成误用，导致日后运行问题，甚至反而增加能耗。部分建筑用户和设计人员[1]已经开始质疑，花这么多钱买的节能设备有意义吗？ 笔者认为，设计者首先应该确定是可供回收的排风量有多少，判断是否适合安装热回收系统；然后要计算节能量和进行投资回收期分析，判断是否值得安装热回收系统；最后，确定热回收装置的效率等技术要求，并且为了实现设计意图，还要结合用户的施工和物业水平提供切实可操作的安装和运行的技术措施。 1. 可回收排风量 排风有两种形式：一为有组织的排风，即采用排风口和排风道进行的排风；二是房间向外渗出的“无组织”排风。只有有组织排风才是可以被回收的，无组织排风是无法热利用的。 无组织渗出风并非没有用处，文献[3]的作者指出必要的建筑物渗出风对保持室内正压、防止未经处理的室外风侵入室内是必需的。无组织渗出比无组织渗入要节能，因为从门窗空洞渗入的室外风是未经过滤和热湿处理的，这些风量会增加系统的冷热负荷、污染室内空气。所以，新风量不能比正压需求渗出风量小，只有比所需渗出风量大的部分，才有可以被回收利用。 那么，如何计算维持必要正压所需要的渗出风量呢？当确定室内正压值后，如果知道建筑门窗的阻力系数和缝隙（空洞）的面积，我们就可以计算出房间向室外渗出风量。下面算式为缝隙风速的计算方法： V = [2·ΔP / (ρ·ξ)]? 其中： V - 门窗缝隙流速，m/s； ΔP - 室内正压，Pa； ρ - 空气密度，kg/ m3； ξ - 门窗缝隙空洞的阻力系数。 以一层200人的办公室为例，面积2500 m2，高2.7 m，门缝加窗缝的面积为1.6 m2，设室内对室外压差为5 Pa，缝隙阻力系数为5.0，则缝隙处风速为1.29 m/s，渗风量为7400 m3/h。如果人均新风量为30 m3/h，则总新风量才6000 m3/h。那么，就没有可供回收的排风风量了。一些新风加风机盘管系统的新风量仅占循环风的15%左右，仅够维持建筑正压. 回收装置的ε = ms·(X1-X2) / [mmin·(X1-X3)] 其中， ms - 新风流量； mmin - 新风和排风流量中的最小值； X1 - 新风的焓、温度或含湿量； X2 - 送风的焓、温度或含湿量； X3 - 排风的焓、温度或含湿量。 比如，对于通常的排风量小于新风量系统，全热节能量的计算就是用效率乘以室内外焓差。热回收换热装置的厂家一般都可以提供电脑选型单，上面会有冬夏两个工况的显热、潜热和全热效率值，显热和潜热的回收效率往往是不同的，有的差异还很大。在选型时，设计者需要留意热回收效率变化部分厂家的全热轮显热效率可以达到50%以上，而冬夏季节潜热效率变化比较大，夏季只有10~20%，冬季达到20~40%，还没有能够达标。导致潜热效率变化的原因可能是它们的涂层材质与所通过的空气温度有关系。 第二个重要参数是装置压降压力损失导致的风机功耗增加会削减部分节能收益，因此必须重视压降。然而，降低压降的办法主要有两个：增加迎风面积；减小装置的厚度。前者会增加造价，甚至尺寸过大；后者会降低效率。选型是个过程。. 节能量的计算与节能评价 室内外温度差、含湿量差和回收系统的效率决定了节能量的大小。在计算节能量时，应该注意如下两个问题： 冬夏室外设计温湿度与室内设计参数的差最大，但是全年中这种工况的时间比较短，热回收系统在大部分时间是部分负荷运行，在一些地区的过渡季节中，热回收系统还不能运行。所以，仅靠空调设计工况下热回收装置效率的高低来判断节能效益大小是不合适的，应该采用建筑物当地的典型全年逐时气象参数（温湿度）来计算全年节能量。 因为安装热回收装置会增加风系统阻力，如装置本