全新风转轮回收与热泵机组性能的比较

1、 转轮能量回收装置与热泵比较随着我国经济实力的增长和人民物质文化生活水平的不断提高；高层建筑的迅速发展，高气密化、高隔热化影响到人们的工作和生活环境，人们对室内空气品质的要求也越来越高，都渴望拥有一个健康、舒适的室内环境，特别是经历了SARS的袭击，人们越来越注重室内空气品质对引进室外新风换气提出了更高的要求，但是换气必然会带来能量的损失，引入新风需要消耗更多的能量，因此需要考虑一种有效的节能方法，通过热回收装置使新风和排风进行热交换，效率应大于55%。热交换器是空气调节和余热回收的关键装置。一、各类热交换器的性能与热泵回收的比较目前的热交换器有显热和全热回收两种形式。不同形式的性能、效率和利

2、用方式，设备费的高低、维护保养的难易也各不相同,安装新、排风热回收装置的条件：1）风量大于3000m3/h2）有独立的新、排风系统3）新、排风的温差大于8度而空气源热泵安装则比较灵活，仅需回收排风的能量，可以直接处理新风，也可通过制冷热水处理新风和回风。表1新、排风热回收装置综合比较热回收方式效率设备费维护保养辅助设备占用空间交叉污染自身耗能接管灵活抗冻能力使用寿命转轮换热器高高中无大有有差差中热管换热器较咼中易无中无无中好优板式显热换热器低低中无大有无差中良板翅式全热换热器较咼中中无大有无差中中溶液全热换热器高高高无大无有差中中表2热泵回收装置空气源热泵回收式较咼中中有中无多好中良下面重点介

3、绍转轮热交换器。1.转轮式全热换热器转轮式换热器的表面为蜂窝状，涂上一层吸附材料作干燥剂。将转轮置于风道之间使其分成两部分。来自空调房间的排风从一侧排出，室外空气以相反的方向从另一侧进入。为加大换热面积，轮子缓慢旋转（1012转/分）。轮子的一半从较热空气中吸收存储热量，旋转到另一侧时，释放热量,使热量发生转移。附着表面的干燥剂将来自高湿度的空气流里的湿气冷凝后，通过干燥剂吸收，旋转到另一侧时，将湿气释放到低湿度的气流里，这个过程将潜热转移。换热器旋转体的两侧设有隔板，使新风与排风逆向流动。转轮芯片用特殊的纸或铝箔制成，其表面涂上吸湿性涂层，形成热、湿交换的载体，它以10-12r/min的速度

4、旋转，先把排风中的冷热量收集在蓄热体（转轮芯）里，然后传递给新风，空气以2.5-3.5m/s的流速通过蓄热体，靠新风与排风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换。所以，既能回收显热，又能回收潜热。1）转轮换热器的功能与适用范围功能适用范围有优良的吸湿性能，可回收显热与潜热，效率可达70%（有覆有吸湿性涂层的轮体）有湿度要求的空调系统，如纺织厂、造纸厂和一些牛产车间无吸湿性性要求，主要回收显热时，应使用显热回收器，表面无涂层。当排风温度低于露点时，有吸湿可能，也回收潜热。体育馆、百货商店，工业通风系统2）转轮换热器的主要优缺点：优点缺点1.能回收显热和潜热1.装置较大，占用建筑面积和空间多2.排风与新

5、风逆向交替过程中具有一定的自净作用2.接管位置固定，配管灵活性差3.通过转速控制，能适应不同的室内外空气参数3.有传动设备，自身需要消耗动力4.回收效率高，可达到7080%4.压力损失较大，易脏堵5.能应用于较咼温度的排风系统5.有渗漏，无法完全避免交叉污染3）影响转轮换热器效率的因素：空气流速：空气流过转轮时的迎风面流速越大，效率越低，反之效率则高，推荐风速24m/s。转轮两侧气流入口处，需要加装中效空气过滤器。设计时，必须计算校核转轮上是否会出现结霜、结冰现象；必要时应在新风管上设空气预热器，或在热回收器后设温度自控装置，当温度达霜点，就发出信号关闭新风阀门或开启预热器。由于全热交换器转轮

6、需要动力，并且增加了阻力，从而增加输送动力和增加投资，因此，必须计算回收效应，当总能耗节约显著时，方可选用。适用于排风不带有害物或有毒物质的场所。4）转轮换热器的使用禁区：新风焓植在40-60kj/kg之间（20C50%-26C60%）属于转轮热交换器使用禁区，需采用风管旁通和风机变频等控制技术减小风机能耗2空气源热泵1）概述热泵作为一种节能技术受到了世界各国的普遍重视，而空气源热泵可从环境大气中吸取丰富的低品位能量，使用方便，安装费用较低，因此空气源热泵成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种。但是，空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束。随着室外温度的降低，用户的需热量不断增加。当室外气温很低

7、时，空气源热泵的制热量不能满足用户采暖要求。同时，随着压缩机压力比的增加，其COP急剧下降，排气温度迅速升高，从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。对于有独立的新、排风系统由于冬季室内排风的温湿度大大高于室外，可以大大改善热泵的效率，使COP稳定在3以上，基本不受冬季新风条件的改变，而且无新、排风热回收交换器的共同存在的缺点（如阻力大、交叉污染，要求温差大等）。2）工作原理空气源热泵机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀四大主要部件构成封闭系统，其内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是逆卡循环原理：液态工质首先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽（汽化），汽化潜热即为所回收热量，而后经压缩

8、机压缩成高温高压气体，进入冷凝器内冷凝成液态（液化）把吸收的热量发给需要的加热的空气或水中，液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到膨胀阀内，吸收热量蒸发而完成一个循环，如此往复，不断吸收低温源的热而输出所加热的水中，直接达到预定温度，其工作原理图如下：制冷系统原理图二、转轮与热泵回收的比较案例用户具体要求至外环境参数（南京）夏季空调34.8C,61%冬季：-4C,79%过渡季（梅雨季）室外工况26C,80%回风状态点（设定）25-27C,5565%新风量12000CMH8000CMH排风量10200CMH6800CMH注：梅雨季只开启新风热泵机组，设备可利用自带冷热源除湿并再热新风，新风出风温度范

9、围要求在18-25度，优选温度可调，绝对含湿量低于llg/kg。表3转轮热回收装置与热泵的综合比较（8000+6800/m3/h）热回收方式风机功率风机压头风机噪音过滤要求占用空间交叉污染设备投资接管灵活抗冻能力使用寿命转轮换热器5.5KW*2100080中效大有大差差中空气源热泵4KW*270075初效中无中好中良1夏季：1）夏季转轮回收计算：转轮夏季（制冷）新风处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg%g/kgkj/kg新风34.828.126.190.660.521.6室外排风2620.417.658.86012.7室内转轮29.

10、523.821.671.56316.319.1排风效率70%制冷量：19.1*8000*1.2/3600=50.9KW,风机功耗：11KW，2）夏季热泵制冷量：热泵夏季（制冷）新风处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg%g/kgkj/kg回风2620.417.658.86012.7室内加湿22.820.41958.87914.1降温排风4626.519832214.1冷凝热24.2kj/kg冷凝热：24.2*6800*1.2/3600=54.8KW制冷量：54.8/1.3=42KW压缩机+风机功耗：19KW2冬季1）冬季转轮回收计算：

11、冬季（加热）新风处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg%g/kgkj/kg新风-4-5.1-71.3792.1室外排风2013.889.338.9507.3室内转轮10.47.54.423.8665.2222.5排风效率70%制热量：22.5*8000*1.2/3600=60KW,风机功耗：11KW，2）冬季热泵回收计算：冬季（加热）新风处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg%g/kgkj/kg排风2013.889.338.9507.3室内热泵65.54.519.290519

12、.7kj/kg制冷量：19.7*6800*1.2/3600=44.6KW冷凝热：44.6*1.2=53.6KW风机+压缩机功耗：19KW3过度季节（含梅雨除湿）1）梅雨季节转轮回收计算：梅雨季节（除湿）处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg%g/kgkj/kg新风2623.422.370.38017.3室外排风2620.3817.658.836012.7室内转轮2621.719.763.46814.546.9kj/kg70%制冷量：6.9*8000*1.2/3600=18.4KW,风机功耗：11KW,2）梅雨季节热泵回收计算：热泵梅雨

13、（制冷）新风处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg%g/kgkj/kg回风2620.417.658.86012.7室内加湿22.820.41958.87914.1降温排风4626.519832214.1冷凝热24.2kj/kg冷凝热：24.2*6800*1.2/3600=54.8KW制冷量：54.8/1.3=42KW风机+压缩机功耗：19KW能效比：COP=42/11=3.84单元式空调标况计算：1）夏季转轮回收计算：转轮夏季（制冷）新风处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg

14、%g/kgkj/kg新风352419.7572.940.614.6室外排风2620.417.658.86012.7室内转轮29.621.918.464.45113.468.5效率70%制冷量：8.5*8000*1.2/3600=22.6KW,风机功耗：11KW，2）冬季转轮回收计算：过渡季节（加热）新风处理过程中各状态点参数表状态点干球温度湿球温度露点温度焓相对湿度含湿量空气处理过程CCCkJ/kg%g/kgkj/kg新风76520.7855.4室外排风2013.889.338.9507.3室内转轮14.87.54.431.6666.5410.9排风效率70%制热量：10.9*8000*1.2

15、/3600=29KW,风机功耗：11KW,5计算汇总：2.22.82转轮与热泵回收的比较表项目性能转轮热泵转轮热泵转轮热泵转轮热泵转轮热泵新风标况35C/24C标况7C/6C梅雨26C/80%南京35C/28C南京-4C/75%排风制冷26C60%制热20C50%制冷26C60%制冷26C60%制热20C50%制冷量22.6KW42KW/18.4KW42KW50.9KW42KW/制热量/29KW53.6KW/60KW53.6KW风机功率11KW8KW11KW8KW11KW8KW11KW8KW11KW8KW压机功率11KW11KW11KW11KW11KW能效比2.052.212.632.821.

16、672.214.622.215.452.82备注增加热泵功率6KW增加热泵功率6KW增加热泵功率6KW低温易冻结1）标准工况下：夏季35/24，冬季丁C/6C,转轮回收能效比与热泵回收相当，但排风的总能量回收却小于热泵回收，如另外增加热泵回收功率6KW，同时风系统阻力会进一步增大，则风系统能耗会大大提高；考虑热泵满负荷运行时间差异，综合性能转轮与热泵回收相当；2）梅雨季节：梅雨26C/80%，室内26C/60%，转轮回收能效比与热泵回收相当，但湿度达不到设计要求，需增加热泵回收功率6KW，考虑热泵满负荷运行时间差异，综合性能转轮不如热泵回收；3）过渡季节，转轮回收能效比一般小于热泵回收，排风的

17、总能量回收远小于热泵回收，需采用风管旁通和风机变频等控制技术减小风机能耗实现普通的通风要求；综合性能转轮远不如热泵回收；4）南京：冬季-4C/75%转轮回收能效比远优于热泵回收，排风的总能量回收优于热泵回收，不需另外增加热泵回收功率，风系统阻力会增大，增加风系统能耗3KW,综合性能转轮优于热泵回收，但冬季低温情况下转轮易接霜导致转轮回收效率下降。6配置要求：1）转轮回收：转轮（1200*200/0.2KW）+表冷器（60KW）+热泵（56KW、P=15KW）+风机（11KW）配电功率：26KW备注：冷热水温度：12/17，30/352）热泵回收：表冷器（90KW）+热泵（74KW、P=20KW

18、）+风机（8KW）配电功率：28KW备注：冷热水温度：14/19，30/35100-20C,50%80天26C,60%80天80-7C,85%60-60天26C,80%60天404C,75%40天35C,60%40天020406080100表冷+制热制热通风除湿除湿+表冷XCTS8-H转轮运行成本分析表项目表冷+除湿除湿通风制热表冷+制热性k35C60%26C80%26C60%,7C85%-4C79%制冷量/功率制冷量/功率20C50%制热量/功率制热量/功率表冷60KW/15KW00040KW/15KW转轮48KW/018KW/0030KW/060KW/0热泵124KW/6.5KW24KW/6.5KW024KW/6.5KW0热泵232KW/8.5KW32KW/8