1?轉(zhuǎn)輪式全熱回收裝置

1.1?轉(zhuǎn)輪式全熱交換器的結(jié)構(gòu)及原理

轉(zhuǎn)輪式全熱交換器的心臟是一個(gè)以10 r/min?的速度不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的蜂窩狀轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)芯用特殊金屬箔作載體，將無毒、無味、環(huán)保型蓄熱、吸濕材料，用高科技方法合成，制作成具有蓄熱吸濕等性能的蜂窩狀轉(zhuǎn)輪，裝配在一個(gè)左右或上下分隔的金屬箔箱體內(nèi)由傳動(dòng)裝置通過皮帶驅(qū)動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。冬季時(shí)，室內(nèi)排風(fēng)經(jīng)過過濾后再通過熱回收轉(zhuǎn)輪處理，轉(zhuǎn)芯溫度升高，水分含量增加，當(dāng)轉(zhuǎn)芯轉(zhuǎn)過清洗扇后與室外新鮮空氣接觸，轉(zhuǎn)輪向低溫的新鮮空氣放出熱量和水分，使新鮮空氣升溫增濕。夏季與之相反，降低新風(fēng)溫濕度。通過換熱從而使空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的目的。裝置原理見圖1。

1.2?轉(zhuǎn)輪式全熱交換器的節(jié)能特性

用于評價(jià)全熱交換器性能的重要指標(biāo)是熱交換效率。全熱交換器的熱交換效率分為顯熱（溫度）交換效率ηt，潛熱（濕度）交換效率ηx和全熱（焓）交換效率ηi。其各自的定義為：

式中：T1為換熱前新風(fēng)的溫度（℃）；T2為換熱后新風(fēng)的溫度（℃）；T3為換熱前回風(fēng)的溫度（℃）；x1為換熱前新風(fēng)的含濕量[g/kg(dry air)]?；x2為換熱后新風(fēng)的含濕量[g/kg(dry air)]?；x3為含濕量[g/ kg(dry air)]；h1為換熱前新風(fēng)的比焓（kJ/kg）；h2為換熱后新風(fēng)的比焓（kJ/kg）；h3為比焓（kJ/kg）。本文選用設(shè)備設(shè)計(jì)工況下全熱回收效率為70%?。

2?項(xiàng)目概況及系統(tǒng)應(yīng)用介紹

本項(xiàng)目（見圖2）位于上海虹橋商務(wù)區(qū)，其主要功能為辦公、信息中心及公共事務(wù)受理，建筑面積為28386.1m2，地下2層，地上8層，建筑總高度為42.550m。

空調(diào)系統(tǒng)主要冷熱源為風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)，并結(jié)合了部分熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)和變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)末端形式主要為全空氣系統(tǒng)（針對大空間及敞開辦公區(qū)）和風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)（針對小辦公室、會議室），項(xiàng)目中依據(jù)可實(shí)施條件對于風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)采用了以全熱回收轉(zhuǎn)輪為換熱設(shè)備的排風(fēng)熱回收技術(shù)，系統(tǒng)應(yīng)用形式如圖3所示。當(dāng)通過室外焓值傳感器信號判斷系統(tǒng)處于空調(diào)季工況時(shí)，全熱回收轉(zhuǎn)輪和電動(dòng)風(fēng)閥V2、V3開啟，V1、V2?關(guān)閉，室外新風(fēng)經(jīng)全熱回收轉(zhuǎn)輪跟室內(nèi)排風(fēng)進(jìn)行傳熱傳濕后，經(jīng)新風(fēng)機(jī)組處理至所要求的狀態(tài)點(diǎn)后送至室內(nèi)；當(dāng)通過室外焓值傳感器信號判斷系統(tǒng)處于過渡季工況時(shí)，全熱回收轉(zhuǎn)輪和電動(dòng)風(fēng)閥V2、V3關(guān)閉，V1、V2開啟，新、排風(fēng)旁通過全熱回收轉(zhuǎn)輪，以直接利用室外能源，避免不必要的能量損失。（m.gxshunjiang.com）

3?技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

本文以單位新風(fēng)量處理量為基準(zhǔn)，分析該項(xiàng)目中排風(fēng)全熱回收措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

3.1?能量回收計(jì)算

3.1.1?計(jì)算條件

（1）辦公樓空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間

日工作時(shí)間：08：00~19：00。

周工作時(shí)間：周一?周五。

年假日情況：元旦（3天）、春節(jié)（7天）、清明節(jié)（3天）、勞動(dòng)節(jié)（3天），端午節(jié)（3天），中秋節(jié)（3天）、國慶節(jié)（7天）（注：上述天數(shù)已含周六、周日放假時(shí)間）。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行條件

系統(tǒng)根據(jù)室外焓值判斷空調(diào)季工況或過渡季工況，空調(diào)季工況全熱回收系統(tǒng)投運(yùn)，過渡季工況全熱回收系統(tǒng)停止運(yùn)行。

（3）室外氣象參數(shù)（見表1）

采用上海市典型氣象年參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

（4）室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)（見表2）

（5）排風(fēng)與新風(fēng)比值

考慮到平衡衛(wèi)生間等排風(fēng)以及保證室內(nèi)相對正壓，排風(fēng)與新風(fēng)比值為0.8。

3.1.2?計(jì)算過程

對于上海地區(qū)來說，室外空氣條件時(shí)刻都在變化，因?yàn)樾枰?jì)算出每個(gè)時(shí)刻的負(fù)荷，然后累加獲得全年空調(diào)負(fù)荷。本文用全年能耗計(jì)算軟件導(dǎo)出各個(gè)時(shí)刻室外計(jì)算參數(shù)（以?h?為單位），然后計(jì)算出每小時(shí)中空調(diào)節(jié)約的新風(fēng)負(fù)荷等，再累加獲得全年熱回收能量及全年節(jié)省電量等結(jié)論，過程如下：空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)期間任意時(shí)刻的室外新風(fēng)比焓為h1,t，設(shè)計(jì)條件下室內(nèi)空氣比焓為h3，沒有采用全熱交換器時(shí)因換氣所帶來的新風(fēng)熱負(fù)荷QN，采用全熱交換器后的新風(fēng)熱負(fù)荷?QT，采用全熱交換器所降低的新風(fēng)熱負(fù)荷（＝節(jié)能量）Q可分別表示為:

式中：G?為設(shè)計(jì)換氣所需新風(fēng)風(fēng)量（m3/ h?）；為空氣密度（kg /m3）；t?為運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（h?）。

3.1.3?計(jì)算結(jié)果

按全年8760 h?計(jì)算，單位新風(fēng)量所對應(yīng)的全年回收能量為?7.656 kWh/（a?m3/h）。

3.2?節(jié)省電量計(jì)算

3.2.1?計(jì)算條件

（1）新、排風(fēng)通路阻力增加值?P新、排風(fēng)側(cè)由于全熱回收轉(zhuǎn)阻力及管路閥門等阻力共增加風(fēng)側(cè)阻力各為200 Pa。

（2）新、排風(fēng)機(jī)全效率η新、排風(fēng)機(jī)全效率均為?55%。

（3）轉(zhuǎn)輪自身耗電量?E40.13 W/（m3/h?）。

（4）全年系統(tǒng)?COP?值取?2.5。

3.2.2?計(jì)算過程

式中：E1為單位新風(fēng)量所對應(yīng)的全年節(jié)省電量[kWh/（a?m3/h）]；E2為增加的風(fēng)機(jī)耗電量[kWh/（a?m3/h）]；E3為增加的轉(zhuǎn)輪自身耗電量[kWh/（a?m3/h）]；h1,t為空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)期間任意時(shí)刻的室外新風(fēng)比焓換熱后新風(fēng)的比焓（kJ/kg）；h3為設(shè)計(jì)條件下室內(nèi)空氣比焓換熱后新風(fēng)的比焓（kJ/kg）；t?為運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（h?）。

3.2.3?計(jì)算結(jié)果

按全年8760 h?計(jì)算，單位新風(fēng)量所對應(yīng)的全年節(jié)省電量為?3.06 kWh/（a?m3/h），增加風(fēng)機(jī)耗電量為0.484 kWh/（a?m3/h），增加轉(zhuǎn)輪自身耗電量為?0.456 kWh/（a?m3/h），凈節(jié)省電量為?3.06-0.484-0.456=2.12 kWh/（a?m3/h）。

3.3?經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

3.3.1?計(jì)算條件

（1）電價(jià)

峰時(shí)段（0 8?：0 0???11?：0 0?，1 8?：0 0??21：00）1.049?元?/kWh。

平時(shí)段（0 6?：0 0???0 8?：0 0?，11?：0 0??18：00，21：00~22：00）?0.646?元?/kWh。谷時(shí)段（22：00??次日06：00）0.310元?/kWh。

（2）全熱回收轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)初投資約為4?元?/（m3/ h?）。

3.3.2?計(jì)算結(jié)果

單位新風(fēng)量所對應(yīng)的全年節(jié)省電費(fèi)為?1.724元?/（a?m3/h），初投資靜態(tài)回收期約為?2.32?年。

4?小結(jié)

上海地區(qū)辦公建筑采用轉(zhuǎn)輪式全熱回收作為熱回收措施，系統(tǒng)初投資靜態(tài)回收期約為2.32年。除此以外，還要需考慮采用了全熱交換器，新風(fēng)負(fù)荷比沒有采用熱回收裝置時(shí)要低，這樣可以減少新風(fēng)空調(diào)箱的容量，也節(jié)省了空調(diào)設(shè)備的初期投資。由此可見，對于上海這種海洋性氣候，夏季室外空氣比較潮濕，空調(diào)排風(fēng)中可用供回收的潛熱負(fù)荷比較大，在空調(diào)季時(shí)，采用排風(fēng)熱回收裝置對于節(jié)約系統(tǒng)能耗是非常有利的。