空气源热泵回收空调系统排风能量的应用分析
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热回收技术在暖通空调中的有效利用摘要】暖通空调系统的能耗一直是建筑能耗中的大户,据统计在发达国家中暖通空调能耗占建筑能耗的 65%;而建筑能耗在社会总能耗中的比例主要决定于国家的经济情况,发达国家建筑用能一般占到全国总能耗的 30%~40%;因此暖通空调系统的能耗在全国能耗中所占比例是较大的。
注重发展暖通空调系统中的节能技术是当今发展趋势,在不同的历史阶段,不同国家的能源结构各有特点,暖通空调系统的节能技术发展的侧重点也有所不同。
热回收技术是目前暖通空调系统节能中应用前景广泛的技术。
鉴于此文章对热回收技术在暖通空调中的有效利用进行了研究,以供参考。
【关键词】热回收技术;暖通空调;应用研究1 热回收技术背景分析为了保证室内的空气品质,一般的空调系统都要设计新风系统来稀释室内的有害物,以达到卫生标准;为了保证室内的风量平衡,使新风顺利进入室内,同时还要设计排风系统。
对于人员集中的建筑如商场、办公楼等,新风量较大,使得空调系统中的新风负荷也随之增大;同时排风将空调房间内的空气排出室外,也是一种能量的浪费。
如何充分利用排风的能量,对新风进行预冷或预热,从而减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。
此外有的建筑物内区需要全年供冷,而制冷机的冷凝热通过冷却塔排放到大气中,如何利用冷凝热以提高能源的利用效率也是需要注意的问题,暖通空调中的热回收技术就是在这样的背景下产生和发展的。
2 暖通空调系统的节能工程设计2.1 加强热能回收设计2.1.1 热回收装置余热浪费严重是导致空调系统能耗偏高的重要原因之一。
在空调系统中设置热回收装置,利用两种不同状态的流体以及热交换设备实现总热传递,尽可能实现热源或冷源能耗量的降低,在此基础上进行室内热、湿转换,以此实现建筑节能。
新风负荷在空调系统负荷中占据较大比重,通常为总负荷的 25% ~ 30%。
在空调运行过程中,为了确保室内空气质量,部分室内空气需要被排出,这就会导致部分能量被带走,此时空调系统在处理新风时又要消耗一定能量。
空调热回收系统的影响因素及节能分析摘要】文章首先论述了四种常见的空调系统利用排风对新风进行预处理的热回收装置,对其节能方式加以分析,并介绍了水环热泵热回收装置、冷凝热回收装置的工作原理及其特点,最后阐述了影响空调热回收系统的几种常见因素,仅供大家参考。
关键词】空调热回收系统、影响因素、节能分析、八.前言现阶段,在我国经济高速发展的背景下,空调普及率也得到不断提高,其总能耗越来越高,余热大量浪费作为空调系统能耗的特点之一,受到越来越多的重视,所以,降低空调系统能耗其中条很重要的措施就是保证预热与废热回收潜力得以充分挖掘与利用。
二.空调热回收系统节能分析1、较为常见的四种排风热回收设备1)转轮式全热交换器转轮式热交换器主要有转轮、驱动马达、机壳和控制部分组成。
新风和排风分别在两个半部对向通过回转着的转轮转芯部分,转芯是用石棉纸、铝或其他材料制作的,呈蜂窝状(其中波纹板的峰高大致在 1.66mm〜2.66mm),它蓄存着从排风中获得的能量,当转向另一侧时,这些能量为新风所带走。
如果转轮用吸湿材料制作,回收显热的同时还可以回收潜热,即为转轮式全热换热器。
2)板翅式显热换热器板翅式热交换器是应用板式换热原理工作的换热器。
新风与室内空调排风分别呈正交叉方式流经板翅式显热换热器,进行传热显热交换过程。
在夏季新风从排风获得冷量从而降温降湿;在冬季新风从排风中获得热量从而增温增湿。
通过板翅式显热交换器回收能量,降低了系统的新风负荷。
板翅式显热交换器的优点是结构简单;新、排风互不接触,可防止空气污染;可改变风量来调节热回收效率;无传动部件,运行可靠使用寿命长。
其缺点是通过气流受到露点温度的限制,凝结水,结冰现象使其寿命下降。
3)热管式热交换器热管式热交换器主要由一定数量的热管组成。
热交换器有两个部分,分别通过热气流和冷气流。
由内部充注一定量冷媒的密闭真空金属管构成热管,一旦热管一端(冷凝端)受热,吸收外界热量后,管中液体迅速气化,在微小压差下流向热管的另一端,向外界放出热量后冷凝成为液体,液体通过贴壁金属网的毛细抽吸力返回到加热段,并再次受热气化,不断循环,热量就从管的一端向另一端传递。
热回收技术在风冷热泵中的应用金云林【摘要】本文通过制冷原理与实际产品相结合,介绍了热回收技术及其在风冷热泵系统中应用的特点,以及热回收技术的工作原理和工作模式,并结合工程案例,分析了热回收技术的经济性.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2019(038)008【总页数】4页(P72-74,27)【关键词】部分热回收;全部热回收;风冷热泵;冷凝热【作者】金云林【作者单位】克莱门特捷联制冷设备有限公司【正文语种】中文常规空调系统在制冷工况下,由冷凝器散发的大量冷凝热未经利用,直接排入大气中,不但造成较大的能源浪费,且这些热量的散发又使周围环境温度升高,阻碍了冷凝器的散热,导致制冷系统冷凝温度上升,制冷量下降,压缩机功耗增加,同时更进一步加剧了环境热污染。
应用热回收技术的空调系统,利用排放的冷凝热来加热生活/生产热水,既减少了热污染,合理利用了能源,又提高了系统性能,一举多得。
1 热回收类型如图1,压缩机排出的高温高压的制冷剂气体,在冷凝器中的放热过程,依次经过三个阶段:23 过热蒸汽段,3 4 饱和蒸汽和段45 过冷液态段。
23 与45 阶段,制冷剂气体没有相变而放出的热量,热力学中称之为显热,34 阶段,制冷剂由气态逐步冷凝至液态,发生相变而放出的热量,称为潜热。
回收23 阶段显热的形式,为部分热回收,回收 25 阶段显热 +潜热的形式,为全部热回收[1]。
图1 制冷剂压-焓图2 部分热回收对于部分热回收风冷热泵机组,热回收器安装在压缩机出口与四通换向阀之间,吸收显热,其余的热量由翅片式冷凝器吸收。
为了降低系统的压降,热回收器一般选用压力损失小,而且耐高温的平板式换热器。
回收的热量一般占到总冷凝热的10%左右,出水温度则根据所用冷媒的不同,介于45~60 ℃之间。
图2 为部分热回收风冷热泵机组系统流程图。
制冷时,压缩机排出的制冷剂气体,首先经过部分热回收器,显热被吸收后,进入翅片式冷凝器继续冷凝至过冷液态,再经膨胀阀节流降压后,进入蒸发器气化吸热,最后回到压缩机。
1 绪论随着社会的快速发展,人们生活水平的日益提高,空调在人们生活中得到普遍的应用。
但是这又带来了新的问题:一方面,随着经济的快速发展,能源的短缺日益严重,空调行业作为建筑物的主要的能耗之一,其节能性和经济性已越来越受相关机构和人士的重视;另一方面,伴随人们健康意识的提高,对室内空气品质的要求也越来越高。
如何在满足人们对室内空气品质要求的同时节省空调的投资和运行费用,是很多人都很关心的问题。
使用排风热回收装置,利用排风中的冷热量来对新风进行预处理,就可以在节能的同时增加室内的新风,提高室内空气品质。
这无疑是解决上述问题的一个很好的举措。
1.1 排风热回收装置产生的背景1.1.1 节能与经济的需要随着我国经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,对生活环境的舒适度也要求越来越高,空调系统及其设备已经成为人们生活中的一部分,并成为人们舒适生活、正常生产的重要保证。
空调作为建筑物的主要的能耗之一(可高达总能耗的40%),其节能性和经济性已越来越受相关机构和人士的重视。
在一些欧美国家,建筑能耗中的采暖、通风和空调的耗能占全国总能耗的30%,在我国也达到20%左右,高级民用建筑的中央空调耗能可以达到建筑总耗能的30%一60%[1]。
而且随着我国住宅业的快速发展及空调普及率的大幅度提高,势必造成空调用电和能耗的迅速增加[2]。
由于空调具有使用时间集中、季节性负荷大的特点,更加重了峰谷电量差距的矛盾,电网负荷率下降,造成电力设施的资源浪费。
因此降低空调系统的能耗对降低建筑物耗能、节约能源有重要意义。
在建筑物的空调负荷中,新风负荷一般要占到空调总负荷的30%甚至更多[3]。
在常规空调中,排风不经过处理直接排至室外,未免造成其中的冷热量能量的浪费,如果能将这一部风能量加以回收利用则可以大大节省能源。
用排风中的余冷余热来预处理新风,不仅可以减少处理新风所需的能量,还可以降低机组负荷,提高空调系统的经济性。
当把空调房间的热量排放到大气中时,既造成城市的热污染,又白白的浪费了能量。
带热回收的新风空调系统在医院建筑中的应用分析
陈林;李震;吴良柏
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2007(37)12
【摘要】针对一个独立新风、集中排风并带全热交换器能量回收的医院输液室空调系统,实验测试了空调系统的能耗,计算了全年节能潜力,并通过测量室内CO2浓度,研究了通风对室内空气质量的改善程度.结果表明,该空调系统在改善室内空气质量的同时可以节约能量,是医院建筑的理想空调系统.
【总页数】6页(P85-90)
【作者】陈林;李震;吴良柏
【作者单位】清华大学;清华大学航院力学系工程热物理研究所,100084;清华大学【正文语种】中文
【中图分类】TU8
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试论热泵在暖通空调中的应用作者:王丽王金鹏来源:《城市建设理论研究》2013年第17期摘要:近年来,我国的建设事业发展十分迅猛,加强热泵在暖通空调中的应用的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验,对热泵在暖通空调中的应用进行了研究,具有重要的参考意义。
关键词:热泵,暖通空调,工程设计,应用中图分类号: S972 文献标识码: A 文章编号:目前,随着我国经济的不断发展以及人们生活水平的不断提高,为了满足人们的健康生活和学习,在一些发达国家,供热和空调能耗可占到社会总能耗的25%—30%。
就当前形势来看,我国的能源结构主要依靠矿物燃料,特别是煤炭。
矿物燃料燃烧产生的大量污染物,包括大量SO2 、NO等有害气体成分以及CO2等温室效应气体。
大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众的焦点问题。
因此,有效利用广泛存在的低位能源,节约有限的高位能源的热泵技术越来越引起人们的高度重视。
我国建筑能耗占全国总能耗20%左右,建筑能耗中的暖通空调能耗约占其50%-60%,另外制备卫生热水的能耗也在建筑能耗中占有较大比例。
参照发达国家建筑能耗增长的历程,可以预见我国建筑能耗,特别是暖通空调及卫生热水能耗所构成的建筑冷热源能耗占国内总能耗的比重会越来越大。
但能源的来源却受到相应的限制,因此能源将出现短缺,必须采取相应的对策,其中有:(1)采用新的能源,例如:太阳能、风能等等;(2)加强房屋的隔热设施,减少房屋所散失的热量;(3)回收通风装置排风和房屋排水所带走的热量;(4)应用一次能源发电时所排放的热量;(5)通过热泵应用环境热量。
空调所耗热量一般只需要较低的温度,而且这种热量还可以借助于热泵来供应,只要消耗少量的高品位能,就可以得到足以满足房屋制冷或者采暖所需求的温度,目前,在暖通空调工程系统中主要用热泵来提供100℃以下的低温用能,因此,在满足房间采暖耗热方面,热泵是可以作出其重要贡献的。
热泵在暖通空调工程领域中应用的节能分析摘要:随着我国经济的迅猛发展,人们的物质生活也得到了基本的满足,进而资源问题和环境问题逐渐突显出来,使得合理的利用自然环境,减少一些常规能源的消耗,成为暖通空调工程设计领域中的首要问题,关键词:热泵暖通空调工程领域应用节能分析引言近年来随着资源和环境问题的日益严重,在满足人们健康、舒适要求的前提下,合理利用自然资源、保护环境、减少常规能源消耗,已成为暖通空调行业需要面对的一个重要问题。
目前随着经济的发展和人们生活水平的提高,在发达国家,供热和空调能耗可占到社会总能耗的25 %~30 %。
我国能源结构主要依靠矿物燃料,特别是煤炭。
矿物燃料燃烧产生的大量污染物,包括大量SO2,NOx 等有害气体成分以及CO2 等温室效应气体。
大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众的焦点。
因此,有效利用广泛存在的低位能源,节约有限的高位能源的热泵技术越来越引起人们的高度重视。
1.热泵系统简介1.1热泵的工作原理热泵的工作原理与制冷机相同,都是按热机的逆循环工作的,所不同的是工作温度范围不同(如图1 所示) 。
图1 中Ta 为环境温度; Tc 为低温物体的温度; Tb 为高温物体的温度。
a 表示热泵装置,它从环境中吸取热量传给高温物体,实现供热的目的;b 表示制冷机,它从低温物体吸取热量传递到环境中去,实现制冷目的;c 表示同时供冷供热联合循环机,它从低温物体吸热,实现制冷,同时又把热量传递给被加热的对象,实现供热目的。
1.2热泵的组成热泵的作用是从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体) 。
热泵系统的组成应包括三大部分:1.2.1热泵的驱动能源(电能、汽油、柴油、煤气、煤等) 和驱动装置(电动机、燃料发电机、蒸汽轮机等) 。
1.2.2热泵的工作机。
一般来说,制冷机可作为这种热泵系统的工作机,制冷机的冷凝器中释放的热量不是简单地向大气排放,而要加以利用,通过供热系统向热用户供热。
排风热回收系统工程应用分析摘要:阐述了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来说明排风热回收的经济性,并且比较了各种热回收设备的经济效益和社会效益。
关键词:节能热回收排风经济性1. 前言目前空调耗能已经达到建筑能耗的60%以上,空调系统所消耗的能源总量已超过我国一次能源总量的20%[1]。
随着经济的发展,空调能耗必将对我国的能源消耗造成长期的、巨大的影响。
为保证能源的可持续发展,空调节能起着十分重大的意义。
2. 排风热回收的重要意义所谓热回收系统既是回收建筑物内外的余热(冷)或废热(冷)并把回收的热(冷)量作为供热(冷)或其他加热设备的热源而加以利用的系统。
据调查,空调工程中处理新风的能耗大致要占到总能耗的25%~30%,对于高级宾馆和办公建筑可高达40%[2]。
可见,空调处理新风所消耗的能量是十分可观的。
而空调房间排风中所含的能量更是相当可观,若加以回收利用可以取得很好的节能效益和环境效益,尤其是冬季采用,效益更为明显。
但在实际工程中,业主及业内人士往往单纯地从经济效益方面来权衡热回收装置的设置与否,而忽略了热回收装置带来的节能效益和环境效益。
为了真正意义的节能,我国在2005年4月发布的《公共建筑节能设计标准》中,明确提出了设计在技术经济分析合理时应优先考虑采用排风能量的热回收,并强制规定了一些必须采用热回收装置的系统。
3. 各种热回收设备常见的热回收设备有转轮式和板翅式全热换热器以及热管式和中间冷媒式显热换热器。
所谓全热换热器是用具有吸湿作用的材料制作的,它既能传热又能传湿,可同时回收显热和潜热。
显热换热器用没有含吸湿作用的材料制作,只有传热,没有传湿能力,只能回收显热。
3. 全热回收装置3.1.1转轮换热器转轮式换热器是通过排风与新风交替逆向流过转轮来传递热量的。
转轮中的转芯是用喷涂氯化锂溶液的铝箔或浸渍过氯化锂溶液的特殊纸张或合成纤维制作而成的。
排风由转轮一侧的入口吸入,将所含的部分冷量(或热量)传递给转轮;而新风从的另一侧吸入,转轮以15~20r/min的速度旋转,将积蓄在转轮上的冷量(或热量)传递给新风。
热回收风冷模块和空气源热泵热水机的综合应用方案1.工程概况本工程为湖南某综合大楼的中央空调,属于舒适性空调。
空调使用建筑面积约为3600m2。
层数为9层,具体各层功能是:一层为接待大厅和商业店铺,二、三层为娱乐、餐饮场所,四、五层为办公,六至九层均为客房。
同时本工程需要24小时有生活热水供应,热水用量为15m3/天。
根据整幢大楼的实际应用情况及功能划分,以及对空调和热水的要求,考虑经济、节能、环保等方面,在工程设计中采用热回收风冷模块空调机组和空气源热泵热水机组综合应用方案。
在夏季满足室内空调要求的同时,充分利用空调热回收获得免费的热水;在冬季或过渡季节采暖或空调不用时,采用空气源热泵热水机组提供生活热水,从而保证了在任何气候条件下全天候均实现制冷、制热和制热水三种功能,满足业主空调和热水的要求。
2.系统原理热回收系统是利用空调系统排到环境的冷凝热,来加热将空调系统中产生的低品位热量有效地利用起来,达到了节约能源的目的。
空调带热回收的原理如图(图1)所示,在冷凝器的进口前多加入一个热水换热器,冷水直接进入热水换热器,吸收压缩机排出的高温高压的制冷剂释放出来的热量,这时冷水被加热,加热后的热水被送进保温水箱储存以备生活热水之用。
由于冷凝热在空调制冷运行时是视为废热,要采取措施排到室外空气中的,因此,热回收空调技术在节能方面的效果是相当显著的,在夏季制冷时所产生的热水是完全免费的。
空气源热泵热水机是专门制热水的设备,与目前市场上用电、燃气、燃油等热水器相比,具有安全、节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点。
它是利用热泵的工作原理,从低温空气中吸收热量,然后转移到低温水中加热热水。
其工作原理是,当所要加热的热水温度达到所设定的温度(控制终温)时,机组停止运行,反之,当热水温度降到所设定热水温度时,压缩机启动运行,将热水箱中的热水温度提高,使其温度恒定在一定的范围。
3.综合应用的优势3.1.使用热回收系统,用户省去了热水加热系统,从而也简化了系统的运行管理。
空气压缩机系统余热回收在空调系统中的应用吴世凤【摘要】对空气压缩机的压缩余热进行回收利用,可以降低压缩空气系统损耗,提高生产力,实现节能降耗.将空压机余热用于空调系统冬季采暖和生活热水供应,节能效果良好,经济效益明显,具有实用和推广价值.%Recovering the waste heat of air compressors, can lower the consumption of energy in compressed air system and increase productivity. Illustrates that the waste heat of air compressors can be successfully applied to the air-conditioning system in winter heating and used to warm the domestic water in the meanwhile. Moreover, the good energy-saving result and the obvious economical benefit both indicate that the waste heat recovery of air compressors will have a bright applied prospect.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2012(031)024【总页数】2页(P112-113)【关键词】空气压缩机;余热回收;空调系统;节能降耗【作者】吴世凤【作者单位】苏州大学物理科学与技术学院,苏州215021【正文语种】中文【中图分类】TU830 引言空气压缩机,是气源装置中的主体,它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。
空压机,作为一种重要的能源产生形式,被广泛应用于生活生产的各个环节,尤其是双螺杆式的空气压缩机被广泛应用于机械、冶金、电子电力、医药、纺织、食品、制药工业、金属冶炼、交通、煤矿开采等工业领域,成为压缩空气的主流产品。
热泵技术在空调工程中的应用【摘要】随着科学技术的不断进步,暖通空调领域新的技术不断出现,我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。
本文主要提出了几点建筑规划设计阶段的节能措施,探讨了建筑室外环境对暖通空调节能的影响,并详细介绍了作为暖通空调节能的重要途径——热泵的原理及应用。
【关键词】暖通空调;自然通风;绿化;节能;热泵我国是个耗能大国,然而能源的利用率并不高。
据统计,建筑用能占全社会终端能源消费量的40%,其中供暖和空调的能源消耗量占很大比例,约为30%。
因此,在能源利用率不高的前提下,在占总能耗很大比率的暖通空调领域内发展节能环保技术,具有十分重要的意义。
1 建筑室外环境与暖通空调节能1.1暖通空调能耗的组成暖通空调系统的能耗主要决定于空调冷、热负荷的确定和空调系统的合理配置,空调系统的布置和空调设备的选择是以空调负荷为依据的。
所以暖通空调节能的关键是空调外界负荷和内部负荷的确定。
暖通空调的负荷确定是建立在克服室外环境影响的基础上,研究暖通空调节能应该研究室外热环境,以减轻室外对室内的热作用,并且充分利用室外环境中的有利因素,使之对改善室内热环境起到积极的作用。
1.2建筑规划设计阶段的节能措施规划设计是建筑节能设计的重要方面,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究,以优化建筑的微气候环境,有利于节能,充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌,利用自然因素。
(1)自然通风自然通风是对自然条件的最充分的利用,也是改善热环境的有效措施。
当室外空气干球温度和焓值低于室内空气干球温度和焓值时,自然通风可以在不消耗能源的情况下降低室内空气温度,带走潮湿气体,从而达到人体热舒适。
即使是室外空气温湿度已超过舒适区的标准,需消耗能源进行降温降湿处理,也可利用自然通风输送处理后的新风,省去风机能耗,且无噪声,既减少能耗又降低污染,符合可持续发展的思想。
压缩空气储能系统余热利用分析摘要:压缩和储热过程中存在大量散热损失和加热器端差能量损耗,膨胀发电时排气温度过高也存在一定的能量损失,这导致目前压缩空气储能电站的效率不足70%。
而储电-放电周期结束后,储热系统仍剩余一部分热量无法利用,以往工程都需要消耗厂用电和循环冷却水,确保储热系统“归零”,这也进一步降低了压缩空气储能电站的效率。
因此,在目前压缩机、膨胀机的效率无法大幅度提高的情况下,尽可能回收利用压缩电站的余热是提高电站综合效率、降低运营成本的有效途径。
关键词:压缩空气储能系统;余热利用;分析前言压缩空气储能具有储能容量大、建设成本低、储能效率高和适应性强等优点,被认为是最具有广阔发展前景的大规模储能技术之一。
目前,国内自主开发及建设的压缩空气储能示范电站大都采用非补燃、绝热型式,即电站无外部热源或其他能源,只接收电网供电用于驱动空气压缩机,压缩过程产生的热量通过储热介质储存,待释能时加热压缩空气,提高气体的做功能力,进而驱动气轮发电机组对外供电。
1压缩空气储能系统余热类型分析空气经压缩机升压后储存在储气装置中,压缩过程产生的热量由低温水带走,升温后的高温水储存在储热水罐中,完成储能过程。
当系统释能时,储气装置中的高压冷空气经高温水重新加热,随后推动膨胀机做功发电,完成释能过程。
需要说明的是,为提高系统功率和效率,压缩机和膨胀机一般采用多级方案,换热系统也相应设置多级。
压缩空气系统余热是指上述工艺流程中不能回收或无法回收的热量。
对于非补燃压缩空气储能电站,热量全部来自于电力消耗,由压缩过程余热、膨胀过程余热和充放电结束后的富余热量组成。
1)压缩过程余热:空气经过压缩机后温度会大幅提高,这是由气体绝热压缩升温和能量转换熵增过程放热2个因素叠加引起的,大部分热量经气-水冷却器换热后储存在高温热水罐中,剩余热量除换热器和管道的自然散热损失外,低品位、不可利用的热量经循环冷却水带走并对大气排放;2)膨胀过程余热:膨胀机排气压力需略高于大气压力,受透平级数和进气参数的影响,低压缸排气温度一般高于环境温度。
空气源热泵系统在住宅建筑中的应用分析随着人们对环境保护意识的提高以及能源消耗的日益增加,空气源热泵系统作为一种高效节能的供暖和制冷方式,在住宅建筑中得到了广泛的应用。
本文将从能源利用效率、环境友好性以及经济性等方面对空气源热泵系统在住宅建筑中的应用进行分析。
首先,空气源热泵系统的能源利用效率较高。
传统的供暖方式往往依赖于燃煤或燃气,而空气源热泵系统则是利用空气中的热能进行供暖和制冷。
通过循环系统,它能够将低温的空气中的热能转移到室内,从而达到供暖的目的。
相比于传统的供暖方式,空气源热泵系统能够将一单位的电能转化为3-4单位的热能,能源利用效率较高。
这不仅减少了能源的浪费,还降低了对环境的污染。
其次,空气源热泵系统具有较好的环境友好性。
与燃煤或燃气相比,空气源热泵系统不产生废气和废水,减少了对大气和水源的污染。
同时,空气源热泵系统的运行过程中不产生噪音和振动,不会对居住环境造成干扰。
此外,空气源热泵系统还能够通过回收废热来加热热水,进一步提高能源利用效率,减少能源的消耗。
再次,空气源热泵系统在经济性方面也具有一定的优势。
虽然空气源热泵系统的初投资较高,但是长期来看,它能够带来较大的节能效益。
由于其高效的能源利用效率,使用空气源热泵系统可以显著降低能源消耗,从而减少能源开支。
此外,随着技术的不断发展和市场的逐渐成熟,空气源热泵系统的价格也在逐渐下降,使得更多的家庭能够承担得起。
然而,空气源热泵系统在应用过程中也存在一些问题和挑战。
首先,由于空气源热泵系统的运行需要消耗一定的电能,因此对电网的负荷有一定的要求。
在供暖季节,如果大量的住宅建筑采用空气源热泵系统,可能会给电网带来较大的负荷压力。
其次,空气源热泵系统的运行效果受到气候条件的影响较大。
在极端寒冷的气候条件下,空气中的热能较低,可能会导致系统的供暖效果下降。
因此,在选择空气源热泵系统时需要考虑当地的气候条件。
综上所述,空气源热泵系统作为一种高效节能的供暖和制冷方式,在住宅建筑中具有广泛的应用前景。
空气源热泵与其他能源效益分析随着现代社会对能源的需求日益增加,研究和发展高效能源系统成为当前的热点之一、空气源热泵是一种能够将低温热源转化为高温热源的设备,因其具有环保、节能、高效等优势而广泛应用于供热、供热水和空调等领域。
本文将对空气源热泵与其他能源效益进行分析。
首先比较空气源热泵与电力、燃气锅炉、太阳能等传统能源系统。
空气源热泵通过从大气中吸收热能并进行压缩,将低温热能转化为高温热能。
相比传统的电力和燃气锅炉,空气源热泵能够提供更高的能源效益。
例如,在供热方面,燃气锅炉的热效率一般在80%左右,而空气源热泵的热效率可以达到300%以上,即每消耗1单位的电能,可以产生3单位的热能。
这意味着空气源热泵的供热能效更高,能够实现更低的能源消耗。
其次,空气源热泵与太阳能系统相比也具有一定的优势。
太阳能系统主要通过太阳辐射来提供热能,而在高纬度和阴天情况下,太阳辐射能量较少。
另外,太阳能系统的成本相对较高,需要大面积的太阳能收集器和储能装置。
相比之下,空气源热泵不依赖太阳辐射,可以在任何时间和地点运行,并且可以通过制冷模式实现空调功能。
此外,空气源热泵的安装和维护成本较低,更加适合在现有建筑中进行改造和更新。
空气源热泵与其他能源系统相比的另一个重要指标是碳排放量。
由于空气源热泵利用大气中的热能,不需要使用化石燃料,因此其碳排放量较低。
与电力和燃气锅炉相比,空气源热泵的碳排放量可以减少80%以上。
这对于减少环境污染和应对气候变化具有重要意义。
然而,空气源热泵也存在一些局限性。
首先,由于空气源热泵从大气中吸热,其供热能力会受到环境温度的影响。
在极寒地区或极热地区,空气源热泵的效果可能会有所下降。
其次,空气源热泵的初始投资成本较高,尤其是与电力锅炉相比。
这需要在经济效益和环境效益之间进行权衡。
综上所述,空气源热泵相比传统能源系统具有明显的能源效益。
它具有高效、环保、低碳排放等优势,能够有效减少能源消耗和环境污染。
空气源热泵回收空调系统排风能量的应用分析
摘要:节能应该成为设计人员在日常工作当中一种自发的行为和理念,且对于工程设计项目来说,需要有与节能相应的技术标准和规范来作为支撑。
在暖通空调系统中,空气源热泵回收空调系统排风能量就是一种先进的节能技术。
本文则基于此分析比较了常见的排风热回收设备的特点,提出了利用空调排风提升空气源热泵的能率的方式回收空调排风热量的一种设计思路,该思路在技术上可行,初投资小、回收年限短、能量回收率高(可以达到100%)、节能效果显著。
关键词:空气源热泵;回收系统;排风能量
据统计空调能耗作为大型公共建筑的主要能耗之一,已占总能耗的40%~60%。
排风热回收作为一项节能技术在建筑节能方面潜力巨大。
采用各类热回收装置回收排风能量,可使供暖空调能耗降低约10%—20%。
因此,暖通空调系统设计人员应加强对空气源热泵回收空调系统排风能量应用的研究,确保提高系统节能效益。
1 空气源热泵回收空调系统排风能量应用规范
对于排风热回收在GB 50736.2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第7.3.23中规定:设有集中排风的空调系统,且技术经济合理时,宜设置空气一空气能量回收装置;在第7.3.24中规定:空气能量回收装置的设计,应符合下列要求:1)能量回收装置的类型,应根据处理风量、新排风中显热和潜热的构成以及排风中污染物种类等选择;2)能量回收装置的计算,应考虑积尘的影响,并对是否结霜和结露进行核算。
在GB 50189.2015《公共建筑节能设计标准》第4.3.25中规定:设有集中排风的空调系统经技术经济比较合理时,宜设置空气一空气能量回收装置。
严寒地区采用时,应对能量回收装置的排风侧是否出现结露或结露现象进行核算。
当出现结露或结露时,应采取预热等保温防冻措施。
在第4.3.26里规定:有人员长期停留且不设置集中新风、排风系统的空气调节区域或空调房间,宜在各空气调节区或空调房间分别安装带热回收功能的双向换气装置。
在GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》第5.2.13中规定:排风热量回收系统设计合理并运行可靠,评价分值为3分。
2 空调热回收设备分析
常见的热回收设备有转轮式、板翅式全热换热器和热管式、液体循环式。
其中根据热量回收方式分为全热回收和显热回收。
所谓全热换热器是用具有吸湿作用的材料制作的,它既能传热又能传湿,可同时回收显热和潜热。
显热换热器用没有吸湿作用的材料制作,只有传热,没有传湿能力,只能回收显热。
2.1 转轮式
转轮热回收分显热回收以及全热回收两种方式分。
显热回收转轮的材质一般为铝箔,全热回收转轮材质为具有吸湿表面的铝箔材料或其他蓄热吸湿材料。
转轮作为蓄热芯体,新风通过转轮的一个半圆,而同时排风通过转轮的另一半圆,新风和排风以相反的方向交替流过转轮。
新风和排风间存在着温度差和湿度差,转轮不断地在高温高湿侧吸收热量和水分,并在低温低湿侧释放,来完成全热交换。
2.2 板式(板翅式)
显热类型板式(板翅式)热回收装置多以铝箔为间质,全热类则以纸质等具
有吸湿作用的材料为间质。
这类热回收装置使用效果的好坏主要取决于换热间质
的类型和结构工艺水平的高低。
随着材料技术和工艺的进步,现在有些板式全热
回收装置采用了纳米气体分离复合膜作为热质交换材料,全热交换效率更高,空
气阻力大幅度下降,热质交换材料的孔径更小,延长了换热器寿命。
2.3 热管式
热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的高效传热元件,它可以将大
量热量通过其很小的截面积长距离地传输而无需外加动力。
热管以其构思巧妙、
传输温差小、适用温度范围广、可调控管内热流密度等众多优良特性。
在能量回
收和余热利用方面已显示出其独特的作用。
热管换热器属于冷热流体互不接触的
表面式换热器,它具有的占地小、无转动部件、运行安全可靠、换热效率高等优
良特性。
热管一端为蒸发端,另一端为冷凝端,热管一端受热时,液体迅速蒸发,蒸汽在微小压力差作用下流向另一端,并且快速释放热量,而后重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端。
如此循环,热量可以源源不断地进行
传递。
2.4 液体循环式
又称为中间热媒式,即通过泵驱动热媒工质的循环来传递冷热端的热量,具
有新风与排风不会产生交叉污染和布置方便灵活的优点。
但是需配备循环泵来输
送中间热媒,因此传递冷热量的效率相对要低,不回收潜热,本体动力消耗较大。
3 空气源热泵回收排风热回收方案分析
在工程实践中,可以用两个方案把排风引到空气源热泵室外换热器处加以利用:如果排风量能满足室外换热器运行需要,则可直接利用这部分排风单独和空
气源热泵室外换热器进行换热(实际情况很难做到);如果排风量不能满足室外
换热器运行需要,则需要将这部分排风和进入空气源热泵室外换热器的室外空气
先混合,再同空气源热泵室外换热器进行换热。
空气源热泵的低温热源是室外的空气,其温度和湿度对于热泵的功率和性能
系数(制冷系数和制热系数)都有很大的影响,一般来说,在蒸发温度不变的条
件下,热泵的制冷量和制冷系数是随着冷凝温度的下降(升高)而增加(减小);在冷凝温度不变的条件下,热泵的制热量和制热系数是随着蒸发温度的下降(升高)而减小(增加);当室外空气温度达到一定的数值时,如夏季室外空气温度
过高或冬季室外空气温度过低,热泵制冷系数或制热系数很低,热泵已经失去了
其节能的意义,甚至可能导致无法正常工作。
在制冷工况下,以室外空气温度为35℃做基准,在蒸发温度不变的条件下,
室外空气温度每降低或升高1℃,制冷系数增加或减少约2.2%;在制热工况下,以室外空气温度为7℃做基准,在冷凝温度不变的条件下,室外空气温度每降低
或升高1℃,制热系数减少或约增加1.3%左右。
引入空调排风热,即可实现降低空气源热泵冷凝器的冷凝温度(夏季)或提高空气源热泵的蒸发器的蒸发温度
(冬季),从而提高制冷系统的制冷系数或供热系统的制热系数,增加制冷和供
热效率,减少电力消耗。
同时,在设计选择空气源热泵机组容量的时候就能降低
机组的规格和型号,减少机组设备投资和运行费用。
利用热泵回收排风热的方案只需要增加从排风热回收装置(采用排风热回收
装置的空调系统)或建筑物的排风口(未采用排风热回收装置的空调系统)到空
气源热泵处的输送排风的管道投资,且该方案增加的电能消耗也仅为该管段的电
力消耗。
因此,该方案投资小、能量回收效率高(可以达到100%)。
本方案既
可以用于新建建筑的空调系统,也可以对已有建筑的空调系统进行改造。
另外,在该管段的设计、施工时,要特别注意风道的保温处理,以防止排风能量在到达空气源热泵之前过多的散失。
建议该管段的保温采用经济厚度法来确定保温层厚度;在排风管道到达冷凝器之前合适的位置要设置直接通向大气的排风支管,上设可关闭的阀门,在过渡季节时排风已无利用价值,可将其打开,排风直接排人大气。
4 结语
对空气源热泵回收空调系统排风能量进行应用,应把握以下要点:风量的确定需合理有据,不可因规范未明确而咬文嚼字一味从严,“严格”不代表“正确”。
楼梯间加压送风风管沿程改变管径有利均匀送风,前室加压送风口沿程改变风口面积有利于不同楼层前室加压送风风量的一致和风机运行工况的稳定。
采用每个防烟部位独立设置加压送风支管和电动旁通泄压阀门的方式,可以满足合用加压送风系统、独立控制正压的要求。
基于上述措施,将能够提高应用成效。
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