当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

排风热回收系统全年节能性动态分析


排风热回收空调系统全年节能性动态分析

排风热回收空调系统全年节能性动态分析
摘 要:随着新风能耗的增加,排风热回收空调系统引起了人们的重视,但是影响其节能性的因素比较复杂,目前还 没有得到广泛的应用。本文运用清华大学的 DeST 软件和欧洲某热回收公司的在线选型计算软件,对北京市的某工程 的整个热回收空调系统的全年能耗进行了动态的逐时计算,并对两种

计算结果进行了比较,分析了热回收对整个的 空调系统容量的影响,结果表明了排风热回收装置可显著减少全年的运行能耗和运行费用,有效提升了室内空气品 质。 关键词:排风热回收;动态计算;经济性分析:空气品质

中图分类号:TU111.19+5.2

Energy-saving Dynamic Analysis of an All-year Running Air Conditioning System Equipped with air to air energy recovery equipment
An Qiang (Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing, 100044, China)

Abstract:As the consume of fresh air increasing, the exhaust air recovery is more and more important. But the affects of economic to air condition system equipped with air to air energy recovery are very complex, it has not been used widespread. So the study on economic analysis to air condition system equipped with air to air energy recovery is on the paper. by DeST, it is analyzed the effect on the whole air condition system. . The results analyzed show that the energy consumption would be markedly decreased if applying the energy recovery AHU in the air-conditioning system, the running cost could also be remarkably reduced, and the indoor air quality could be easily improved by conveniently regulating the fresh air circulated. Key words: energy recovery; dynamic calculation; economic analysis; air quality

1.引言
在现代建筑内,暖通空调系统往往占有最大比例的能耗,约占建筑总能耗的 1/3,甚至可高达 45%. 这其中新风负荷又占有较高比例,新风负荷一般要占整个空调负荷的 20%~40%,甚至更大.为提高室内 空气品质(IAQ),保持对室内一定比例新风量的调节是有效的解决办法, 同时不断的提高新风比,这样 增加了空调系统的能耗 ,是需要解决的一对矛盾.利用回收空调系统排风中的热能,以加热(或冷却) 室外引入的新风,则是一种可行的选择。 此做法在欧美国家广泛的采用,但是,由于影响其节能性的因素比较复杂,目前还没有得到广 泛的应用。所以本文运用清华大学的 DeST 软件和欧洲某热回收公司的在线选型计算软件,对北京市 的某工程的整个热回收空调系统的全年能耗进行了动态的逐时计算,分析了热回收对整个的空调系 统容量的影响,并对初投资和全年的运行费用进行了经济性分析。

2.排风热回收空调系统的经济性分
1

排风热回收空调系统全年节能性动态分析

2.1 设备的选型 以北京某工程为例,总建筑面积 1000 平方米,该系统采用了全年新风比可变的定风量系统,新 风比从 15%-100%,利用清华大学 DeST 软件对建筑物进行了全年动态的负荷计算,并进行了送风量 的计算。得到总的送风量为 70000 m / h ,通过威科(欧美企业)网上在线选型软件,选择了带转 轮式热回收装置的组合式空调机组和不带热回收的组合式空调机组。如下图所示
表 1 设备选型比较表
设备名称 送风量 (m 带热回收的空调机 组 不带热回收的空调 机组 70000 38.026 38.026 0 0
3
[1]

3

送风机轴功率(kw)

排风机轴功率 (kw)

能量回收量 (kw)

全年回收效率

/h)
39.983 39.983 453.5 67%-80%

70000

2.2 系统初投资比较计算 比较其容量的大小,对其初投资进行估算。初投资包括购买转轮式热交换器一次性投资增加 m1 和由于能量的回收可以降低原设备的初投资 m2 (减小制冷机组,冷却塔,管路系统等的容量) 。 (1)购买转轮式热交换器一次增加性投资 m1 的确定 根据企业网上在线选型软件选择的两种机组,得到其市场价格,确定其差值 带热回收的空调机组价格为 43。 万元, 5 不带热回收的机组价格为 20 万元, 则增加的初投资 m1
2

排风热回收空调系统全年节能性动态分析

为 23.5 万元。 (2)能量的回收可以降低原设备的初投资 m2 根据威科网上在线选型软件选择的两种机组,得到带转轮式热回收机组的空调机组回收的能量 Q,按照某设计院的工程经验,得到单位冷量节省的初投资 M,根据公式:

m2 = Q * M

(1)

其中 Q 值由表一可得为 453.5KW,根据工程预算公司数值得到 M 值为 2557.6 元/KW,则由公式(1)得到

m2 为 116 万元.,
2.3 系统全年运行费用的比较计算 空调系统全年运行费用的计算是一个动态的过程,不能仅仅考虑典型日的运行费用,需要对建 筑进行建模,进行全年的负荷计算和能耗的计算。所以本论文采用了利用清华大学 DeST 软件对建筑 物进行了全年动态的计算,得到了两种不同的空调系统(带热回收装置的空调系统和不带热回收的 困难空调系统)的能耗和全年的运行费用,对其进行了比较。计算过程如下: 2.3.1 北京地区的全年温度的分布曲线 根据 DeST 软件得到了北京地区的全年的温度曲线, 根据此曲线确定全年的新风控制策略及进行 [5] 负荷的计算。如下图所示 :
各天干球温度统计
40 30 20 10 0 -10 -20 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 6-1 7-1 8-1 9-1 10-1 11-1 12-1

干球温度(℃)

日平均温度(℃)

日最高温度(℃)

日最低温度(℃)

图 2 北京地区的全年温度的分布曲线

2.3.2 空调系统运行的策略 带热回收的空调系统的经济运行控制方式与空调系统型式有关,本论文采用的是变新风比的定 风量系统,本空调系统所采用的新风运行方式是:室外气温小于此切换温度时,系统即进入经济运行 [2] 模式。其传统控制策略如图 2 所示 。当室外温度高于 t0 时,新风量保持为最小,此时可以启用能 量回收装置回收排风种的冷量用于遇冷从室外引进的新风,降低对制冷主机的冷量的要求。当室外 温度低于 t0 时,新风量切换到最大。当室外温度在 t0 和 t1 之间时,新风量保持最大, 建筑物内有 余热余湿,此时完全可以充分利用室外新风来达到消除余热的目的,从而减少对制冷机提供冷量的需 求。此时,对有能量回收的系统来说,可以停用能量回收装置,如采用气流旁通或转轮停转等方式.当 室外温度在 t0 和 t1 的上限,全新风仍无法满足全部消除室内余热的要求时,可依靠空调系统的制冷 主机再提供少量的冷源;而当室外温度在 t0 和 t1 的中低范围时,可以采用全新风或者新风与部分回 风相混合的方式,制冷机组完全停用,此时的能耗仅只为机械送、排风所需要的少量电能。室外温度 低于 t1 时新风量随室外温度的减小而减小,当室外温度低于 t2 时,系统回到最小新风量。 空调系统 有供热需求.重新启用能量回收装置,回收排风中的热量用以加热室外引入的新风,降低对空调系统 热源供热量的需求。

3

排风热回收空调系统全年节能性动态分析

图4

定风量系统的新风经济运行控制图

转轮式热回收装置热回收效率在全年的运行过程种不是不变的,它随着气候及全年的新风比的 变化而变化,其变化的规律如下图所示。 利用企业选型软件拟合热回收效率与风速及新风比的段系曲线
表 2 效率和风速随新风比的变化表
新风比(%) 42 43 1.8 79 44 1.8 79 45 1.8 79 50 2 77 60 2.5 75 80 3.3 71 100 4.1 67

风速(m/s) 1.7 效率(%) 79

效率和风速随新风比的变化曲线 5 风 和 率 速 效 值 4 3 2 1 0
0. 42 0. 43 0. 44 0. 45 0. 5 0. 6 0. 8 1

风速(m/s) 效率

新风比
图 5 效率和风速随新风比的变化曲线

不带热回收的空调系统的新风运行策略与此相同,只是没有热回收装置的起停 2.3.3 模拟计算结果 一.两种空调系统全年新风比的比较 用清华大学 DeST 软件按照上面的空调系统的运行策略,得到了两种系统种新风比的变化,如下 图所示。通过图表可以看出,全年变新风比运行充分利用了过度季节的室外新风,避免和延迟了制 冷机的开启,达到了节能的目的。此外,带热回收的空调系统能够恩大程度的提高新风比,增加了 新风量,提高了室内的空气品质,给人们提供了舒适的生活和工作环境。

4

排风热回收空调系统全年节能性动态分析

图 6 两种空调系统全年新风比对比图

二.两种空调系统全年能耗你运行费用的比较 全年的运行费用包括回收的冷热量所节省的费用 m3 , 转轮式热回收装置及其风机所消耗的电量

m4 两部分。
(1)回收的冷热量所节省的费用 m3 经过模拟计算得到了带热回收的空调系统夏季节省的冷量为 117.66GJ,冬季节省的热量为 1022.26GJ,冷水系统全年的综合性能系数 COP 为 2.8,则全年节约的电量为 40711kWh,电价按照 0.8 元/ kWh 计算,则可节约电费为 32568.8 元。 (2)转轮式热回收装置及其风机所消耗的电量 m4 。 在模拟计算中,采暖季从 11 月 15 日-3 月 15 日,空调季从 6 月 1 日-8 月 30 日,则风机运行约 为 2000 小时,有设备选型比较表可知,采用带热回收装置增加的风机能耗为(39.983-38.026)× 2=3.914KW, 则全年增加的能耗为 7828kWh, 电价按照 0.8 元/ kWh 计算, 则增加的电费为 6262.4 元。 有以上的计算结果可得全年节约的能耗为 32883 kWh,节约的电费为 26306.4 元。 2.4 系统的全年经济性分析
表 3 全年初投资和运行费用表
增加的初投资(万元) 节省的运行费用(万元)

m1
-23.5 合计 92.5

m2
116

m3
3.25688 2.63064

m4
-0.62624

采用能量热回收装置的空调系统具有显著的节能效果,使全年的运行费用大为减少.这在运行费 用的节省如果在能源紧缺、价格上涨的情况下,显得尤为重要。同时减小制冷机组,冷却塔,管路系 统等的容量,从而降低其初投资.

5

排风热回收空调系统全年节能性动态分析

3.结论

(1)采用能量热回收装置的空调系统具有显著的节能效果,使全年的运行费用大为减少.这在运行费 用的节省如果在能源紧缺、价格上涨的情况下,显得尤为重要. (2)采用能量热回收装置的空调系统, 减小制冷机组,冷却塔,管路系统等的容量,从而降低其初投 资. (3)采用能量热回收装置的空调系统 ,可以在实际运行中方便地调节空调房间的新风量,实现过渡季 节的节能运行, 并且大大增加了房间的新风量,提高了室内空气品质.. (4)在北京的气候条件下,冬季供热期能量回收效果比夏季制冷期显著. (5)通过其经济性分析,能量热回收装置具有很大的节能性和可行性.

6

排风热回收空调系统全年节能性动态分析

参考文献: [1]彭梦龙.转轮式交换器在湖南地区的应用[J].制冷与空调,2006(3) ,65-67 PENG Meng-long. The Application of Rotary Exhaust Air Heat Recover in Hu Nan[J]. REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING, 2006(3):65-67 [2]连之伟.热回收装置在空调工程中的应用[J].制冷空调,2007,116(28),82-85 LIAN Zhi-wei,The Application of Exhaust Air Heat Recover in Practical Engineer[J]. REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING, 2007,116(28),82-85 [3]赵建成.排风热回收系统在工程中的应用[J].建筑科学,2006,(22),70-72 ZHAO Jian-cheng, The Application of Exhaust Air Heat Recover System in Practical Engineer[J]. BUILDING SCIENCE, 2006,(22) :70-72 [4]班博林.能量回收式空调处理机组全年运行节能分析[J].北京建筑工程学院,2006,(1);21-25 Ban Bolin. Energy-saving Analysis of an All-year Running Air Conditioning System Equipped with Energy Recovery AHU[J]. Beijing University of Civil Engineering and Architecture,,2006(1):21-25 [5]江亿.建筑环境模拟与分析---DeST 软件[M].中国建筑工业出版社。 JIANG Yi.Building Environmental System Simulation and Analysis—DeST [M]. China Archtecture and Building Press

作者简介:安强(),Email:ansirtop@163.com

7


相关文章:
排风热回收系统设计方法研究
排风热回收系统设计方法研究_信息与通信_工程科技_专业...热回收 系统;然后要计算节能量和进行投资回收期分析...但是全年中这种工况的时间比 较短,热回收系统在大...
排风热回收在酒店项目中的应用分析
了简单介绍,并举例分析转 轮热回收装置节能效益、...排 风系统且符合下列条件之一时,宜设置排风热回收...回收显热,接管位置固定, 缺乏配管的灵活性,全年...
建筑工程相关论文:热管进行排风热回收的节能分析
建筑工程相关论文: 热管进行排风热回收节能分析【摘要】 根据某工程实例,对热管排风热水收系统的组成及应用进行了阐述,对其节能效 果进行了计算及经济性分析。 ...
空调房间排风热回收装置设计选型探讨
空调房间排风热回收装置设计选型探讨_建筑/土木_工程科技_专业资料。空调房间排风热...另外空调系 统热回收装置的节能性和经济性还与其他许多因素有关,如空调系统的...
浅谈排风热回收系统设计
浅谈排风热回收系统设计_电力/水利_工程科技_专业资料。浅谈排风热回收系统设计 ...词】空调系统;排风热回收;设计 空调系统作为建筑物的主要能耗之一, 其节能性和...
01-001排风热回收系统在工程中的应用正文
排风热回收系统的重要意义,介绍了不同类型的热回收设备,通过具体 工程实例的分析...5.各种热回收器节能经济性比较 5.各种热回收器节能经济性比较 各种热回收器当...
经典建筑节能工程案例分析_图文
小型 CCHP 系统的技术经济分析 4. 全年部分负荷分布下的水系统变流量节能分析 5. 写字楼变风量系统的节能分析 6. 排风热回收系统节能分析 图:1、2。 广州...
空调系统中排风热回收探析
关键词:热回收;换热器;节能分析;新风 Abstract: in this paper expounds the ...1 空调中排风热回收系统的必要性 国外有关人员统计,新风负荷一般占总负荷的 20...
排风热回收技术应用
排风热回收技术应用_能源/化工_工程科技_专业资料。...,楼内采 暖、供冷采用了地下水源热泵中央空调系统...若加以回收利用可以取得很好的节能效益和环境效益,...
全年运行空调系统新风节能控制探讨
空调安装新风系统节能的现状及重要性随着暖通空调的...风等,为了节省能耗还可采取新、排风热回收节能...由此可见 ,在对空调系统全年运行工况分析的基础上...
更多相关标签:
新风热回收 | 排风热回收 | 冷凝排风热回收机组 | 新风热回收机组原理 | 新风热回收系统 | 新风热回收机组 | 排风热回收装置 | 冷凝排风热回收原理 |