空氣熱回收裝置的分類(lèi)與應(yīng)用

1、空氣熱回收裝置的分類(lèi)與應(yīng)用0¨年第期(總第卷第239ltj1)建筑節(jié)戧no.1in2011(totalno.239,vo1.39)暖通與空調(diào)heating.ventilating&airc0ndit10ningdoi:10.3969.issn.16737237.2011.01.001空氣熱回收裝置的分類(lèi)與應(yīng)用溫新華(中建國(guó)際設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司,上海200433)摘要:空氣熱回收裝置是指能夠回收空氣中的余熱(冷)的設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能空氣熱回收裝置的類(lèi)型很多,介紹了幾種比較常用(技術(shù)比較成熟)的空氣熱回收裝置的運(yùn)行原理,分析比較了各種不同空氣熱回收裝置的特點(diǎn),優(yōu)缺點(diǎn),生

2、產(chǎn)和應(yīng)用狀況,指出了不同空氣熱回收裝置在實(shí)際工程應(yīng)用中的相關(guān)注意事項(xiàng).關(guān)鍵詞:空氣熱回收裝置;分類(lèi);應(yīng)用中圖分類(lèi)號(hào):tu831文獻(xiàn)標(biāo)志碼:a文章編號(hào):16737237(201】)01-000904classificationandapplicationofairheatrecoverydeviceswenxinhua(chinaconstructiondesigninternational,shah【曲ai200433,china)abstract:airheatrecoverydevicec01trecycletheexcessheat(cooling)intheair,realizebui

3、ldingenergysaving.thereol'emort)"differ-entopes0廠airheatrecover)"device.theoperatingprincipleofseyeralcorlzinonmaturetechnology)airheatrecoverydevicesareintroduced,anddifferentkindsofairheatrecoverydevicecharacteristicsareanalyzedandcomparedouadvantagesanddisadvantages,productionandapp

4、licationsituation,pointingoutthepracticalapplicationattentions.keywords:airheatrecoverydevice;classification;application1空氣熱回收裝置的分類(lèi)空氣熱回收裝置是指回收建筑物內(nèi)外的余熱(冷),并把回收的熱(冷)量作為供熱(冷)或其他加熱設(shè)備的熱源而加以利用的設(shè)備.通常由送排風(fēng)機(jī),空氣側(cè)的熱回收器,空氣過(guò)濾器及其他附屬設(shè)備組成,一般都配帶有電控裝置.空氣熱回收裝置的類(lèi)型很多,各有優(yōu)缺點(diǎn).按照工作原理不同,空氣一空氣熱回收裝置可分為:轉(zhuǎn)輪式換熱器,板式和板翅式換熱器,熱管換熱器,中間

5、媒體式換熱器,溶液吸收式換熱器幾種常見(jiàn)的形式.不同形式的熱回收裝置的回收效率,設(shè)備費(fèi),維護(hù)保養(yǎng)等特點(diǎn)也各不相同,它們的綜合比較如表1所示.按照回收熱量的不同,熱回收可分為全熱回收和顯熱回收.全熱回收裝置既能回收顯熱,又能回收潛熱,此類(lèi)裝置有轉(zhuǎn)輪式換熱器,板翅式換熱器和溶液吸收式換熱器.顯熱回收裝置只能回收顯熱,具體的類(lèi)型有中間熱媒式換熱器,板式換熱器和熱管式換熱器.按照回收方式的不同,空氣熱回收裝置可分為靜態(tài)回收裝置和動(dòng)態(tài)回收裝置.動(dòng)態(tài)回收裝置指空氣側(cè)有動(dòng)態(tài)交換的回收方式,具體的類(lèi)型是轉(zhuǎn)輪式換熱器,靜態(tài)回收是指其他幾種空氣側(cè)沒(méi)有動(dòng)態(tài)交換的回收方式.空氣一空氣熱回收裝置的性能評(píng)價(jià)一般采用熱回收效

6、率叼表示(叼=實(shí)際傳遞量(熱或濕)/最大可能傳遞量(熱或濕).熱回收效率叼有顯熱回收效率,潛熱回收效率,全熱同收效率3種形式,工程上一般采用設(shè)計(jì)工況下的全熱回收效率.對(duì)熱回收裝置的整體效益評(píng)價(jià),同時(shí)還應(yīng)考慮到送風(fēng)機(jī),排風(fēng)機(jī)所需要的能耗.表1各種熱回收裝置的特點(diǎn)比較tab.1comparisonondifferentkindsofairheatrecoverydevice'scharacteristics收稿日期:201009.25;修回日期:2010.10042各種熱回收裝置的特點(diǎn)和應(yīng)用2.1轉(zhuǎn)輪式換熱器轉(zhuǎn)輪式換熱器是通過(guò)排風(fēng)與送風(fēng)交替逆向流過(guò)轉(zhuǎn)輪而實(shí)現(xiàn)交換熱量的裝置.轉(zhuǎn)輪的本體是由復(fù)

7、合纖維或金屬箔制成,表面為蜂窩狀,涂有吸濕性涂層,形成熱,濕交換的載體,具有蓄熱和吸濕作用.換熱器旋轉(zhuǎn)體的兩側(cè)設(shè)有隔板,使送風(fēng)與排風(fēng)逆向流動(dòng),排風(fēng)由轉(zhuǎn)輪一側(cè)的入口吸入,而送風(fēng)從轉(zhuǎn)輪的另-n吸入(見(jiàn)圖1).圖1轉(zhuǎn)輪式換熱器的結(jié)構(gòu)fig.1structureofheatexchangerwithturningwheel輪子以110r/min的速度緩慢旋轉(zhuǎn),輪子的一半從較熱空氣中吸收存儲(chǔ)熱量,旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)時(shí)釋放熱量,使顯熱發(fā)生轉(zhuǎn)移.附著表面的干燥劑將來(lái)自高濕度的空氣流里的濕氣冷凝后,通過(guò)干燥劑吸收,旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)時(shí),將濕氣釋放到低濕度的氣流里,實(shí)現(xiàn)潛熱轉(zhuǎn)移.轉(zhuǎn)輪可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)顯熱和潛熱的回收.全熱回收

8、效率一般在60%85%左右.大多數(shù)轉(zhuǎn)輪式換熱器設(shè)有扇形凈化區(qū),當(dāng)轉(zhuǎn)輪從排風(fēng)側(cè)轉(zhuǎn)向送風(fēng)側(cè)時(shí),強(qiáng)迫少量進(jìn)風(fēng)壓入排風(fēng)中,起到防止排風(fēng)中異味,煙味,細(xì)菌等流入進(jìn)風(fēng)側(cè),避免產(chǎn)生交叉污染問(wèn)題.轉(zhuǎn)輪本體材料有非金屬和金屬兩類(lèi),非金屬材料有陶瓷,紙質(zhì),纖維,離子樹(shù)脂等,金屬類(lèi)有et型,rt型,pt型和kt型等.其中et型由覆有吸濕性涂層的抗腐蝕鋁合金箔制成,可同時(shí)回收顯熱和潛熱;rt型由純鋁箔制成,無(wú)吸濕量,主要回收顯熱;pt型由耐腐蝕鋁合金箔制成,能耐較高的溫度;kt型由耐腐蝕鋁合金箔制成,外涂塑料層,主要回收顯熱.轉(zhuǎn)輪涂層材料有氯化鋰,硅膠,分子篩等.2.1.1轉(zhuǎn)輪式換熱器的優(yōu)點(diǎn)(1)換熱效率高,能同時(shí)回

9、收顯熱,潛熱;(2)回收效率比較高,能應(yīng)用于較高溫度的排風(fēng)系統(tǒng);(3)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制,適用于不同的室內(nèi)外空氣參數(shù);(4)能通過(guò)降低轉(zhuǎn)速來(lái)防止霜凍,無(wú)需采取其他輔助防霜凍措施.2.1.2轉(zhuǎn)輪式換熱器的缺點(diǎn)(1)裝置較大,通風(fēng)截面利用率低,占用建筑面積和空間多;(2)壓力損耗較大,自身需要消耗動(dòng)力;1(3)有少量滲漏,無(wú)法完全避免交叉污染;(4)設(shè)備造價(jià)較高.2.1.3轉(zhuǎn)輪式換熱器的使用注意事項(xiàng)(1)要根據(jù)處理空氣的特性選擇合適的轉(zhuǎn)輪材料;(2)為避免長(zhǎng)期不用時(shí)轉(zhuǎn)輪不平衡,宜設(shè)有定時(shí)短,期運(yùn)行的啟停裝置;(3)為減少交叉污染,保證扇形凈化區(qū)的正常工作,應(yīng)保證新風(fēng)側(cè)風(fēng)壓比排風(fēng)側(cè)風(fēng)壓高200pa以上:(

10、4)轉(zhuǎn)輪熱回收不適合在醫(yī)院,生物潔凈室等場(chǎng)合使用,以避免產(chǎn)生交叉感染;(5)一般迎面風(fēng)速為24m/s.2.1.4轉(zhuǎn)輪式換熱器的生產(chǎn)和應(yīng)用狀況轉(zhuǎn)輪熱回收可廣泛應(yīng)用于各種民用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),特別是泳池,桑拿等需要大量除濕的場(chǎng)所.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要廠家有:百瑞(bry-air),克林根堡(klingenburg),無(wú)錫羅特(novelaire),輪通(arotor),flaktwoods,奧斯博格(enventus),上海瀚龍(hdr),蘇州轉(zhuǎn)輪(ventrotor),環(huán)都托普,北京斯特靈等.2.2板式和板翅式換熱器板式和板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)相同,都是通過(guò)排風(fēng)與送風(fēng)交替逆向流過(guò)換熱隔板,靠新風(fēng)與回風(fēng)的溫差和

11、濕差實(shí)現(xiàn)交換熱量的裝置.兩者的區(qū)別主要是換熱隔板的材料不同.板式換熱器由光滑的鋁箔,不銹鋼,塑料等板裝配而成,只能實(shí)現(xiàn)顯熱回收.板翅式換熱器中隔板和板翅采用了一種特殊加工的紙或膜,并對(duì)其表面進(jìn)行特殊處理后制成單元體黏結(jié)在隔板上,材料具有良好的傳熱性和透濕性,當(dāng)進(jìn)排氣的兩側(cè)存在溫差和水蒸氣壓力差時(shí)就會(huì)產(chǎn)生熱濕交換,從而可實(shí)現(xiàn)全熱回收,一般換熱效率為50%-70%(見(jiàn)圖2).換熱以后的新風(fēng)排至室外隔板板翅室內(nèi)排風(fēng)室外新風(fēng)圖2板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)fig.2structureofplatefinheatexchanger板式和板翅式換熱器兩側(cè)氣流的流向有叉流和逆流兩種形式,逆流和叉流的換熱效率約為l:0

12、.75,逆流型應(yīng)用較多,熱回收效率較高,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,氣流密封性差.叉流型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,氣體密封性較好,但換熱效率較低.板式和板翅式換熱器的換熱材料有:顯熱類(lèi):鋁箔,不銹鋼,塑料等;全熱類(lèi):多孑l纖維材料,紙,膜等.2.2.1板式和板翅式換熱器的優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行安全,可靠;(2)無(wú)傳動(dòng)設(shè)備,不消耗動(dòng)力;(3)設(shè)備費(fèi)用較低.2.2.2板式和板翅式換熱器的缺點(diǎn)(1)設(shè)備體積大,須占用較大建筑空間;f2)風(fēng)速大時(shí),產(chǎn)生強(qiáng)大的阻力和噪聲,甚至吹破膜片;(3)難清洗,會(huì)積存冷凝水,導(dǎo)致霉菌滋生;(4)空氣質(zhì)量較差時(shí),換熱材料易堵塞.2.2.3板式和板翅式換熱器的使用注意事項(xiàng)(1)板翅式熱回收對(duì)空氣溫度

13、,清潔度有一定的使用限制要求;(2)進(jìn),排風(fēng)均應(yīng)裝設(shè)過(guò)濾器,以防止換熱材料堵塞,減少維護(hù)工作量;(3)板翅式熱回收存在一定的交叉感染,不適合在醫(yī)院,生物潔凈室等場(chǎng)合使用;(4)板翅式熱回收效率將隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)和換熱芯體含塵量的增加而降低.2.2.4板式和板翅式換熱器的生產(chǎn)和應(yīng)用狀況板式和板翅式換熱器是目前應(yīng)用最廣泛的一種熱回收裝置,適用于一般的通風(fēng)空調(diào)工程(但當(dāng)排風(fēng)中含有有毒,有害成分時(shí),不宜選用),目前市場(chǎng)上的民用小型新風(fēng)換氣機(jī)主要為板翅式熱回收方式.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要廠家有:環(huán)都托普,亞都,清華同方,美的,上海御風(fēng),上海愛(ài)迪士,上?；萘?上海恒通,上海墊霖,松下,日立,三菱電機(jī),南京五洲,廣

14、州沃森,四川1風(fēng)神,霍尼維爾,蘭舍,上海威柯(vts)等.2_3熱管換熱器熱管是一種借助工質(zhì)(如氨,氟利昂一i1,氟利昂一i13,丙酮,甲醇等)的相變進(jìn)行熱傳遞的換熱元件.典型的熱管由管殼,吸液芯和端蓋組成,在抽成真空的管子里充以適當(dāng)?shù)墓ぷ饕?靠近管子內(nèi)壁貼裝吸液芯,再將其兩端封死即成熱管.熱管既是蒸發(fā)器又是冷凝器,熱管換熱器就是由這些單根熱管集裝在一起,中間用隔板將蒸發(fā)段與冷凝段分開(kāi)的熱回收裝置(見(jiàn)圖3).吸濕材料熱c排氣出i8f流道2u,.:i:5芒石6cnnnnnnnnnnn圖3熱管換熱器的結(jié)構(gòu)fig.3sctureofheat-pipeheatexchanger空調(diào)中常用熱管按結(jié)構(gòu)形式

15、可分為3種不同的情形:整體式吸液芯熱管,整體式熱虹吸管(重力熱管),分離式熱管.(1)整體式吸液芯熱管是熱管的一般形式,一般所講的熱管就是指這種熱管,凝液靠吸液芯的毛細(xì)作用回流,不依靠重力場(chǎng)的作用,在失重情況下也能工作,這就是其工作特點(diǎn).吸液芯熱管換熱器作為能量回收裝置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)夏天回收冷量和冬天回收熱量.無(wú)需改變氣流方向和管道布置.(2)整體式熱虹吸管(重力熱管)的特點(diǎn)為:傳熱具有單向性,凝液靠重力回流,冷凝段必須置于蒸發(fā)段之上,由于它沒(méi)有吸液芯,結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,制造容易,而且工作性能不低于吸液芯熱管,空調(diào)通風(fēng)的應(yīng)用熱能為低位熱能,所使用的熱管多為重力式低溫?zé)峁?(3)分離式熱管是在排風(fēng)和新風(fēng)

16、管道中使用獨(dú)立分離的兩根熱管,既避免了大流量氣體遷移導(dǎo)致的復(fù)雜管路設(shè)計(jì),又能有效回收排風(fēng)中的低品味能量,減少制冷/熱設(shè)備的制冷/熱量,從而達(dá)到節(jié)能的目的.但同時(shí),分離式熱管相互串通的管件較多,一旦某處出現(xiàn)泄露,就會(huì)導(dǎo)致整排組件或整個(gè)換熱器功能的喪失.熱管換熱器一般由許多單根熱管組成.空調(diào)用熱管換熱器屬于氣一氣熱管換熱器,為提高氣體的換熱系數(shù)往往采取在管外加翅片的方法,這樣就能大大提高換熱能力,從而減少所需熱管數(shù)目.熱管在運(yùn)行時(shí),一般把迎面風(fēng)速限制在23rn/s范圍內(nèi),風(fēng)速過(guò)高會(huì)導(dǎo)致壓力降低過(guò)大和動(dòng)力消耗增加,風(fēng)速過(guò)低會(huì)導(dǎo)致管外傳熱系數(shù)降低,管子傳熱性得不到發(fā)揮.2-3.1熱管換熱器的優(yōu)點(diǎn)(1)

17、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,不需要?jiǎng)恿υ?運(yùn)行安全可靠;(2)可應(yīng)用于不同相態(tài)間流體的能量回收;(3)新排風(fēng)部分不會(huì)交叉感染,可應(yīng)用于排風(fēng)有污染的場(chǎng)所;f4)風(fēng)阻低,冷凝水易于排出.2.3.2熱管換熱器的缺點(diǎn)(1)傳熱效率較低,顯熱回收效率為50%70%,不能回收潛熱;(2)熱管在使用一段時(shí)間后,由于熱管積灰結(jié)垢,露點(diǎn)腐蝕等原因,傳熱效率會(huì)明顯下降.2_3.3熱管換熱器的使用注意事項(xiàng)(1)要注意熱管材料和換熱介質(zhì)的選擇;(2)熱管的蒸發(fā)段和冷凝段需隨季節(jié)的變化而交替切換,需配有季節(jié)轉(zhuǎn)換裝置;(3)應(yīng)配置冷凝水排放裝置.2.3.4熱管換熱器的生產(chǎn)和應(yīng)用狀況可應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)合和排風(fēng)有污染的場(chǎng)所,特別適用于有毒環(huán)境下

18、的廢熱余熱回收.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要廠家有:上海浩佳(美國(guó)熱管技術(shù)),北京德天,山東蓋阿.早春,冰山(昭和),江蘇世能等.2.4中間媒體式換熱器中間媒體式換熱器一般在新風(fēng)和排風(fēng)側(cè),分別使用一個(gè)空氣.液體換熱器,排風(fēng)側(cè)的空氣流過(guò)時(shí),對(duì)系統(tǒng)中的冷媒進(jìn)行冷卻.而在新風(fēng)側(cè)被冷卻的冷媒再將冷量轉(zhuǎn)移到進(jìn)入的新風(fēng)上,冷媒在泵的作用下不斷地在系統(tǒng)中循環(huán).中問(wèn)媒體式換熱器再配備上壓縮機(jī),冷凝器,蒸發(fā)器等一系列配套設(shè)備,就成為熱泵式換熱器.該種換熱器能回收大量潛能,熱效率高.但是1其本身能耗,設(shè)備投資造價(jià)也比較高(見(jiàn)圖4).群,圖4中i司媒體式換熱器的結(jié)構(gòu)fig.4structureofheatexchangerwit

19、hmediamaterials2.4.1中間媒體式換熱器的優(yōu)點(diǎn)(1)送排風(fēng)完全隔離,無(wú)交叉污染情況;(21供熱側(cè)與得熱側(cè)之間通過(guò)管道連接,管道可以延長(zhǎng),布置靈活方便,受空間限制小.2.4.2中問(wèn)媒體式換熱器的缺點(diǎn)f1)須配備循環(huán)水泵,存在動(dòng)力消耗;f2)通過(guò)中間熱媒輸送,溫差損失大,換熱效率較低,在30%40%左右.2.4.3中間媒體式換熱器的生產(chǎn)和應(yīng)用狀況用于排風(fēng)含大量余熱,又對(duì)新風(fēng)質(zhì)量要求較高,不允許交叉污染的場(chǎng)所使用.主要用于工業(yè)和醫(yī)院等特殊場(chǎng)合,民用空調(diào)應(yīng)用較少.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要廠家有:上海威柯(vts),南京天加,愛(ài)科(alko)等.2.5溶液吸收式換熱器當(dāng)溶液表面與空氣接觸時(shí),會(huì)與空

20、氣產(chǎn)生熱濕交換,吸收或放出熱量和濕量.溶液吸收式熱回收器即利用此原理,在新風(fēng)和排風(fēng)側(cè)分別設(shè)置溶液填料塔,利用一定的溶液溴化鋰,氯化鋰,乙二醇等)在兩個(gè)塔間循環(huán),夏季溶液在新風(fēng)側(cè)吸熱吸濕,在排風(fēng)側(cè)放熱放濕.冬季溶液在排風(fēng)側(cè)吸熱吸濕,在新風(fēng)側(cè)放熱放濕,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的全熱回收(見(jiàn)圖5).回風(fēng)直接接觸傳傳質(zhì)基本單送風(fēng)排風(fēng)新風(fēng)環(huán)泵圖5溶液吸收式換熱器的結(jié)構(gòu)fig.5structureofsolution?absorptionheatexchanger2.5.1溶液吸收式換熱器的優(yōu)點(diǎn)f1)冬季無(wú)需考慮防凍措施:(2)溶液兼有殺菌,除塵的功能.2.5.2溶液吸收式換熱器的缺點(diǎn)(1)系統(tǒng)須配備循環(huán)水泵,存在動(dòng)力消耗;f2)溶液開(kāi)式循環(huán),有交叉感染可能;(3)不可使用在空氣中含有有毒有害氣體,能與溶液反應(yīng)或易揮發(fā),可溶于溶液的氣體的場(chǎng)合;1(4)單級(jí)回收效率較低,般采用多級(jí)處理,設(shè)備體積較大.2.5.3溶液吸收式換熱器的使用注意事項(xiàng)(1)應(yīng)首先對(duì)處理空氣進(jìn)行物性分析,選擇合適的溶液.(2)空氣迎面風(fēng)速對(duì)效率影響較大,應(yīng)控制在l2.5m/s之間.2.5.4溶液吸收式換熱器的生產(chǎn)和應(yīng)用狀況目前主要處于試驗(yàn)應(yīng)用狀態(tài),國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家為華創(chuàng)瑞風(fēng).3工程應(yīng)用中的注意事項(xiàng)(1)在決定采用換熱器進(jìn)行熱回收之前,應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)