[分享]冷凝与排风热回收方式与原理

发表于2018-03-16    966人浏览    1人跟帖    总热度:361  

冷凝热回收

(一)制冷系统冷凝方式分析

冷凝与排风热回收方式与原理_1

风冷式缺点

冷凝温度高达45℃、换热效率低、体积大、机组能耗高,安装位置要求高。

风冷式优点

结构简单,安装方便、节水。

水冷式缺点

系统复杂,需增加水泵和冷却塔的循环系统;

冷却塔噪音大、飞水,冷却塔需单独设置;

冷凝器维护、清洗困难;

冷却水系统能耗高,导致整个系统的能耗降低。

水冷式优点

设备换热效率高、体积小。

蒸发冷凝式优点

系统简单;

无飞水,耗水量低;

冷凝温度低(<38OC),系统的能耗低;

系统机组化;

易清洗、维护简单。

蒸发冷凝缺点

加工技术要求高;

生产成本高。

冷凝与排风热回收方式与原理_2

(二)冷凝热回收技术

不管哪种冷凝方式,制冷机组的冷凝热最终是直接排入大气,白白散失掉,造成较大的能源浪费,并且存在对周围环境的热污染。

冷凝热回收是将冷凝热全部或部分地回收来加热生活热水,不但可以减少对环境的污染,而且还可以节能。

复合冷凝技术是在冷热源机组压缩机的冷凝端采用风冷+水冷或水冷+水冷的冷凝技术,取代建筑冷热源传统单一的水冷、风冷的冷凝方式。即在制冷工况下,采用水冷十水冷或风冷+水冷的复合冷凝方式,有效利用部分冷凝热制备生活热水;在制热工况下,采用水冷+水冷或风冷+水冷的复合冷凝方式,利用冷凝热供暖和制备生活热水。采用复合冷凝技术的建筑冷热源既具有冷凝热回收的优点,又可提升热泵的节能性,使冷凝热得到充分利用。但这项技术有待于进一步验证。

水冷 +水冷复合冷凝模式

冷凝与排风热回收方式与原理_3

由于采用水冷+水冷复合冷凝模式,机组的冷凝能力提高,工质的过冷度增大,冷热源机组的输入功率、制冷量及蒸发器负荷会上升。为保证热泵机组在设计工况下运行,合理分配两台冷凝器的冷凝负荷就成为水冷+水冷复合冷凝技术的关键。

采用水冷 +水冷的复合冷凝模式的优点为:

制备生活热水时不另外耗能或少耗能,降低了运行成本;

由于水冷式冷水机组的压缩机排气温度通常都在65℃以上,经冷凝器1加热的生活热水温度通常能满足用户要求;

提高了冷水机组的制冷性能系数;

改造后各类活塞式、螺杆式、离心式水冷冷水机组运行稳定。

风冷+水冷复合冷凝模式

冷凝与排风热回收方式与原理_4

a.制冷 + 生活热水工况

此工况适用于建筑物内同时有供冷和生活热水需求,循环泵及截止阀1,2开启。冷凝器2冷却风扇的启停通过生活热水水温控制,当生活热水水温较低时,冷凝器2冷却风扇关闭,冷凝器1起主要冷凝作用,冷凝热主要用于加热生活热水;当生活热水水温较高时,冷凝热不能全部被生活热水带走,冷凝器2冷却风扇开启,冷凝器1,2同时工作。

b.制冷工况

截止阀 1 和循环泵关闭,截止阀2、冷凝器2冷却风扇开启,采用单一风冷模式。

c.制热工况

四通阀换向变为制热循环流程,截止阀1和循环泵关闭,截止阀2、冷凝器2冷却风扇开启。

d.生活热水工况

此工况多用于过渡季节或冬、夏季的部分时间,当建筑内不需要开启空调设备进行供暖或制冷,而又有生活热水的需求时,热泵机组可以充分利用冷凝热加热生活热水。四通阀换向变为制热循环流程,截止阀1、循环泵及冷凝器2冷却风扇开启,截止阀2关闭。在冬、夏季部分时间不开空调时,可以采用这种方式来加热生活热水,使机组的运行模式更加灵活,特别是在过渡季节采用这种方式加热生活热水,节能效果显著。

采用风冷+水冷复合冷凝模式的优点为:

热泵机组集制冷、供暖、供生活热水功能于一身,可常年根据建筑物内不同冷热负荷的要求,实现冷凝热的充分利用,

在各个工况下运行能效比高,建筑冷热源机组的全年运行能耗大大降低,年运行费也大幅降低;

缓解了冷热源对环境的热污染和城市的热岛效应,环境保护和社会意义深远。

排风热回收系统

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。把空调房间的热量排放到大气中既造成城市的热污染,又白白的浪费了热能。如果用排风中的余冷余热来预处理新风,就可减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,提高空调系统的经济性。

系统简介

冷凝与排风热回收方式与原理_5

如图所示,从空调房间出来的空气一部分经过热回收装置与新风进行换热,从而对新风进行预处理,换热后的排风以废气的形式排出,经过预处理的新风与回风混合后再被处理到送风状态送入室内。

如果室内外温差较小,就没有必要使用排风热回收,所以在新风的入口处设置了一个旁通管道,在过渡季节时将其打开。如果使用排风热回收系统不足以满足空调区域的冷(热)负荷,就需要辅助的冷却(加热)设备。

对空调系统的排风进行热(能)回收有很多优点:

(1) 热回收系统对新风进行了预处理,减小了空调运行负荷,节约了运行费用;

(2) 热回收系统减少了空调系统的最大负荷,减小空调系统的型号,节省了初投资;

(3)在节约能源的同时还可以加大室内的新风比,提高了室内的空气品质。

排风热交换器

排风热交换器可分为两大类:

(1) 显热回收装置。

(2) 全热回收装置。

显热回收装置只能回收显热,常见的有板式显热热交换器,热管式热交换器和中间热媒式热交换器;全热回收装置既可回收显热,又能回收潜热,常见的有板翅式热交换器、转轮式热交换器和热泵式热交换器。

板式显热热交换器

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空气-空气板式显热热交换器和常规的水-水板式换热器大致相同。如图所示,新风和排风交叉通过换热器进行热交换,然后分别送入室内和排出室外。

板式换热器具有不需要传动设备,不需消耗电力,设备费用低;结构简单,运行安全可靠;而且不需要中间热媒,没有温差损失的优点。但是由于其设备体积较大,需要占用较大的建筑空间;而且其接管的位置相对固定,所以在实际应用布置

时没有很好的灵活性。

中间冷媒式换热器

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中间冷媒式热回收装置由两个换热盘管和一个工质循环泵所组成。如上图所示,在空气处理装置的新风进口处和排风出口处各设置一个换热盘管,并用一组管路将两者连接起来,形成一个封闭的环路。环路内的工作流体由循环泵驱动。中间冷媒式热回收装置传递的是显热。

其具体工作情况如下:夏季,工作流体经过排风处的换热盘管时,被室内排风所冷却至低于室外温度的某个值,当它循环至新风侧的换热盘管时就可以将冷量传递至新风,降低新风的温度,从而实现夏季排风冷量的回收。冬季则正好相反,工作流体在排风盘管处被排风加热,再流至新风盘管处加热新风,实现冬季排风热量的回收。

板翅式全热热交换器

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板翅式全热热交换器的结构和板式显热热交换器的结构基本相同,工作流程也极为相似。具体结构参见下图。

板翅式全热热交换器在板式显热热交换器的基础上进行改进。在平板间的通道内加入许多通常由铝材制成的锯齿状、梯形状的翅片;其隔板材料采用多纤维性材料,一般为特殊加工的纸或膜,这种特殊的材料不透气,但具有良好的传热和透湿性。当隔板两侧的气流间存在温度差和湿度差时,两者间就会产生热传递和湿传递,从而进行全热交换。

转轮式全热热交换器

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转轮式全热交换器的心脏是一个以每10转/分速度不断转动的蜂窝状转轮。转芯用特殊复合纤维或金属箔作载体,将无毒,无味,环保型蓄热,吸湿材料,用高科技方法合成,装配在一个左右或上下分隔区的金属箱体内,由传动装置驱动皮带轮子转动。

冬季排风的温湿度高于新风,排风经过转轮时,转芯温度升高,水份含量增加,当转芯转过清洗扇与新风接触转轮偏向低温低湿的新风放出热量和水份,使新风升温增湿。夏季与之相反,降低新风温湿度,提高排风温湿度。这种蜂窝状转轮的设计体积虽小却构成了一个吸湿,蓄热,传热的巨大接触面积,蕴藏了超级能量,具备了回收显热和潜热的优异特性。

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 发表于2018-03-16   |  只看该作者      

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