新风负荷在暖通空调能耗中占有很大的比重, 新风也是满足人们室内健康生活的重要保证。新风的引入势必会改善室内空气品质, 但也会引入新风负荷, 增加供暖压力和空调负荷。夏季排风温度小于室外空气温度, 冬季排风温度大于室外空气温度, 因此可以利用排风中的能量来处理新风, 而排风热回收系统进行余热回收, 解决新风负荷问题, 达到节能的目的。
绿色建筑是一种高效率、环境好而又可持续发展的建筑, 是建筑发展的必然要求, 《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014第5.2.13条“排风能量回收系统设计合理并运行可靠”, 提出了排风热回收的要求。绿建标准提出设计应满足《空调系统热回收装置选用与安装》06K301-2对排风热回收装置的选用原则:当建筑内设有集中排风系统, 并符合下列条件之一时, 宜设置排风热回收装置, 但选用的热回收装置的额定显热效率原则上不低于60%, 全热效率不低于50%;送风量大于或等于3000m3/h的直流式空调系统, 且新风与排风之间的温差大于8℃时;设计新风量大于或等于4000m3/h的全空气空调系统, 且新风与排风之间的温差大于8℃时;设有独立新风和排风的系统。
恩施某项目位于恩施州经济开发区, 建筑占地面积为3158.34㎡, 总建筑面积为20036.81㎡, 地上9层, 建筑总高度为34.2m。项目楼层主要为餐厅、办公室、会议室、资料室和档案室等功能房间。项目效果图如下图所示。
随着通风换气与空气质量问题越来越被人们所关注和重视, 新风换气已经成为空调系统中一个主要的耗能部分。如果能够利用空调排风中的余热, 就可以减少处理新风所需的能耗, 减小与之相关的冷热源、水泵及管道等设备的设计容量, 从而降低系统的初投资和运行费用, 提高空调系统的经济性。
本项目共设置9台新风热回收机组, 与室内回风进行全热交换, 回收排风的能量, 新风热回收机组设备表如表1所示:
根据恩施市气象条件及暖通空调图纸设计说明, 室内外设计计算参数如表2所示:
以表2中夏季工况新风量为6000m³/h的新风热回收机组为例进行计算。
夏季全热回收效率为65%, 新风经过全热回收装置后干球温度:t=34.3-[34.3-26]×65%=28.9℃, 新风送风焓值为:h=83.3-[83.3-58.8]×65%=67.4kj/kg, 夏季工况全热回收后新风送风参数计算结果见表3。
则回收能量=单位时间空气流量× (新风经过全热热回收装置前后的焓差)
如果不使用热回收装置, 此部分新风冷负荷就要增加到空调负荷中。空调能效比按2.4计算, 处理31.850kW负荷所消耗的电功率为:31.850/2.4=13.271kW。
设置全热热回收装置, 设备的送/排风阻力有所增加, 增加的阻力所消耗的功率为:[6000×300/3600]×2/65%/1000=1.538kW。
全热热回收装置净节能功率为:13.271kW-1.538kW=11.733kW。
以每天运行10小时, 夏季运行120个工作日, 电价按湖北省一般工商业用电0.783元/kWh计算, 此机组一个夏季所节省的电能为:11.733×10×120=14079kWh, 新风热回收机组夏季工况节能效益见表4。
同理, 冬季运行90个工作日, 每天运行10小时, 冬季工况节能效益见表5。
从上表可看出, 恩施项目中冬季工况中新风热回收机组单台机组净节能功率比夏季工况高6.7%～7%。
通过上述计算, 采用全热回收系统与不采用全热回收系统相比, 每年总节省运行费用见表6。
(2) 静态投资回收期
按项目新风热回收机组的初投资为46.4万元 (按新风量8元 (m3/h) ) 计算, 这部分费用即为该绿色建筑技术增量成本。根据项目的增量成本和节能效益得到的系统节能量, 计算项目的静态投资回收期。静态投资回收期按下式计算:
式中:T——静态投资回收期, 年;
K——项目的增量成本, 万元;
M——系统节能所带来的经济效益, 万元。
计算得出采用新风热回收机组增量成本的静态投资回收期为2.4年。
本文以《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014第5.2.13条为依据, 结合恩施当地实际项目, 对排风热回收系统进行分析, 得出以下结论:
1、恩施当地采用全热回收系统具有较好的经济效益, 在5年之内可回收成本, 节能效果明显。
2、项目中冬季工况中新风热回收机组单台机组净节能功率比夏季工况高6.7%～7%, 冬季节能效果更明显, 但由于夏季运行时间较长, 夏季工况总节约电能要优于冬季。
摘要：在建筑能耗中, 暖通空调能耗占有很大的比重, 约为20～30%, 而新风负荷在暖通空调能耗也占有较大的比重。本文根据恩施当地的室外环境和项目实际设计情况, 对排风热回收系统进行了可行性分析, 计算出静态投资回收期, 排风热回收具有较好的节能效果和经济效益。
关键词：排风热回收,绿色建筑,投资回收期
[1] 中国建筑科学研究院.GB50189-2015, 公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社, 2015.
[2] 孙淑芳, 马国远, 周峰.办公建筑热回收装置节能运行模拟分析[J].建筑节能, 2015, 44 (304) :119-123.
[3] 岳晓敏.关于排风热回收装置的设置场所分析[J].山西建筑, 2016, 42 (7) :134-135.
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