楊立民

（廣東省工業(yè)設備安裝公司，廣東 廣州510080）

前言

隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，人民物質文化生活水平的不斷提高，國民經濟能耗逐年大幅度增加，國家能源安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)。其中建筑能耗約占國民經濟總能耗的30%，由于近年城鄉(xiāng)民用建筑面積不斷的增加，建筑能耗的比例呈上升趨勢，建筑能耗情況非常嚴峻，不容樂觀?？照{系統(tǒng)作為建筑的主要能耗之一，如何提高空調系統(tǒng)能效，節(jié)約能源也就成為現(xiàn)下刻不容緩的研究課題。本文結合中山市某五星級酒店實例，針對其傳統(tǒng)的送排風系統(tǒng)提出以熱回收形式的節(jié)能方案，并對其應用性及經濟性作出分析。

1 熱回收技術

1.1 新、排風系統(tǒng)熱回收原理

隨著高層建筑的迅速發(fā)展，高氣密化、高隔熱化影響到人們的工作和生活環(huán)境，人們對室內空氣品質的要求也越來越高，都渴望擁有一個健康、舒適的室內環(huán)境。人們越來越注重室內空氣品質，對引進室外新風換氣提出了更高的要求，但是換氣必然會帶來能量的損失，引入新風需要消耗更多的能量，因此需要考慮一種有效的節(jié)能方法。傳統(tǒng)的全新風機組是對新風的直接處理，因此負荷大，效率低，能耗大，而排風系統(tǒng)也是將排風直接排放，浪費了大量能量。新風系統(tǒng)的熱回收通過將新風與排風進行能量的熱交換，將排風排掉的能量由新風帶回，并且利用排風的剩余能量通過制冷系統(tǒng)對新風進行冷卻或加熱處理，提高了壓縮機系統(tǒng)的能效比，排風能量通過兩次回收達到最大化的節(jié)能效益。

1.2 空調系統(tǒng)常用熱回收方式

根據使用場所的不同和用戶終端的具體需求，熱回收可以采用多種不同的形式，目前空調系統(tǒng)常用的幾種熱回收方式有轉輪換熱器、板式換熱器、熱管換熱器及乙二醇排管式等，對幾種熱回收方式的比較見表1

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以上各種熱回收方式各有優(yōu)缺點，往往需要根據不同的建筑物類型和送排風形式來選用相應的熱回收方式。

2 熱回收技術在五星級酒店中的應用

結合工程實際情況，本文以中山市某酒店為例，介紹和分析熱回收技術在五星級酒店工程中的應用情況。

2.1 工程概況

該五星級酒店工程位于中山市，地下一層為服務人員使用區(qū)域；地上18層，其中首層至三層為商業(yè)、餐飲及辦公區(qū)域，四層為管道設備層，五層至十八層為酒店客房，裙樓大空間場所采用全空氣系統(tǒng)，塔樓客房等小空間場所采用新風加風機盤管送風形式，客房內另設置機械排風，客房部分新風、排風設備均統(tǒng)一設置在四層設備層。

由于五至十八層客房的送排風設備統(tǒng)一設置在四層，送風設備和排風設備各自集中于一處，相對獨立，設備層管線比較密集，空間比較小，輪轉式和板式均不適宜安裝，因此采用乙二醇排管方式進行熱回收，通過將排管接入排風側，回收室內排風能量，經過排管內的冷媒帶入新風側的排管內來實現(xiàn)新風預處理，從而實現(xiàn)節(jié)能。

2.2 乙二醇排管式工作原理

乙二醇熱回收系統(tǒng)是包括排風側熱量回收機組和送風側新風處理機組以及循環(huán)泵和相應的流體管路組成的一套自成的系統(tǒng)。這種機組在夏季可以回收空調排風中的冷量，冬季可以回收排風中的熱量。簡單來說，該系統(tǒng)就是以乙二醇溶液為媒介，把排風的能量轉移到新風中，從而減少了新風處理所需的能量，達到節(jié)能的目的。其工作原理圖如下如圖所示。

夏季工況時，乙二醇溶液泵開啟，當載冷劑乙二醇溶液流過帶熱回收盤管的排風機時，因排風溫度低于乙二醇溶液的溫度，使乙二醇溶液溫度降低，顯熱被乙二醇溶液吸收，排風溫度升高后排出室外；當低溫的乙二醇溶液流經新風空調機組時，因新風溫度高于乙二醇溶液的溫度，乙二醇溶液溫度升高，使新風溫度降低；溫度升高的乙二醇再流過排風機組，完成一次循環(huán)。反復循環(huán)，即完成了熱回收，將排風中的冷量帶回新風中去。冬季工況時，乙二醇溶液通過與夏季工況相同的循環(huán)過程把排風中的熱量轉移到新風中去。

2.3 實施方案

根據乙二醇排管熱回收工作原理，結合現(xiàn)場實際情況，本工程在四層設備層增加熱回收式新風、排風機組，并增加乙二醇溶液泵，乙二醇溶液水管線連接至熱回收式新風、排風機組，其機組水管路連接簡圖如下圖所示。

如圖中所示，乙二醇熱回收機組包括排風側熱回收機組、送風側熱回收機組和水管路系統(tǒng)。機組冬季回收熱量的過程中，K1、K2、K3閥門關閉；K4、K5、K6開啟，乙二醇溶液沿紅色箭頭流動。機組夏季回收冷量的過程中，K1、K2、K3閥門開啟；K4、K5、K6關閉，乙二醇溶液沿藍色箭頭流動。經過這樣的流程調整，可以最大程度減小水泵在系統(tǒng)循環(huán)中對回收效率造成的影響，可以達到最佳的熱回收效果。

2.4 經濟分析

2.4.1 熱回收量計算方法

Q=C＊L＊Ρ空＊△t/3600

其中，Q為熱量回收量，KW;C為空氣的比熱容，可近似取值1.0 KJ/(Kg*℃)；L夏季為排風機組的風量，冬季為新風機組的風量，m3/h；Ρ空為空氣的密度，可近似取值1.2kg/m3；△t夏季為排風溫度差，冬季為新風溫度差。

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由上表可知，夏季回收冷量94.9kw，冬季回收熱量175.3kw，平均用水量22464 kg/h。

2.4.3 初投資分析

根據乙二醇熱回收系統(tǒng)水管路圖，及以上計算結果可知：a)采用乙二醇熱回收系統(tǒng)需增加熱回收新風、排風機組；b)需增加系統(tǒng)輔助設備，包括水泵，閥門，管線，保溫材料等；c)根據夏季及冬季熱回收量情況，可相應減小制冷主機容量；d)可節(jié)省冷卻水用水量，冷卻塔容量也可相應減小。

2.4.4 運行費用分析

a)夏季：能效比按3.5，運行時間按3個月的空調使用，預計每天工作16小時計算，即16×30×3=1440小時，電價1.1元/kw.h

（94.9÷3.5）×1440×1.1=42949

則3個月的空調使用可節(jié)約電費42949元。

b)冬季：能效比按3.4，運行時間按3個月的空調使用，預計每天工作16小時計算，即16×30×3=1440小時，電價1.1元/kw.h

（175.3÷3.4）×1440×1.1=81669.2

則3個月的空調使用可節(jié)約電費81669.2元。

安裝熱回收系統(tǒng)后，每年系統(tǒng)運行，將減少電費支出124618.2元。

2.4.5 匯總計算

根據以上計算及分析，采用乙二醇排管方式熱回收系統(tǒng)，不僅可以減少初投資，也可節(jié)省運行過程中的用電費用。匯總計算表如下：

安裝熱回收設備后可每年減少電費支出124618.2[元]

假設增加設備投資185500[元]

投資的回收期約為1.5[年]

3 應用分析

熱回收系統(tǒng)實際應用中應注意的問題。針對本工程實例，乙二醇系統(tǒng)在應用時應注意以下幾個問題：載冷劑乙二醇是具有一定揮發(fā)性、有毒性的溶液，整個系統(tǒng)定壓和補液必須選擇閉式膨脹水箱，以避免乙二醇的揮發(fā)和空氣污染管路系統(tǒng)。排風側的熱回收盤管必須設有冷凝水盤和冷凝水排水系統(tǒng)，凝結水管應有足夠的坡度接至下水道排走。由于介質乙二醇是有毒流體，輸送有毒流體的管道必須進行泄漏性試驗。泄漏性試驗應在壓力試驗合格后進行試驗，介質宜采用空氣，試驗壓力為0.8Mpa。泄漏性試驗應重點檢驗閥門填料函法蘭處放空閥排氣閥排水閥等以發(fā)泡劑檢驗不泄漏為合格。在管道泄露性試驗合格后，方可進行系統(tǒng)調試，調試過程中注意管道壓力狀況，如有任何突發(fā)狀況，應立刻做好防范措施。

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4 結束語

通過熱回收技術的應用，一方面減少了整個空調系統(tǒng)的投資，另一方面，又減少了能源（電能）的浪費。既滿足了客戶的使用需求，又降低了運營成本，減少了業(yè)主的投資額度，同時也完成了具有重大現(xiàn)實意義和社會效益的"節(jié)能"工作，在一定程度上緩解了國家能源危機的現(xiàn)狀。

[1]《建筑節(jié)能工程施工質量驗收規(guī)范》

[2]《乙二醇熱回收空調系統(tǒng)的節(jié)能分析》劉傳聚《暖通空調》

[3]《乙二醇熱回收系統(tǒng)節(jié)能初探》黃益?zhèn)ァ吨评淇照{與電力機械》