热回收技术在建筑环境与设备工程中应用论文_刘冠男,吴怡

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摘要:当前,世界范围内的能源危机日益加剧,严重影响了社会发展。我国致力于实现可持续发展,提倡保护能源,并推动节能环保。热回收技术对于降低能耗,促进节能环保具有至关重要的意义。建筑环境与设备工程会产生大量的能耗,对于生态环境和人体健康极易产生不良影响。对此,有必要积极采取热回收技术对建筑环境与设备工程所产生的能耗进行降低。本文浅析了热回收技术的含义,探究了热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用。

关键词:热回收技术;建筑环境;设备工程

前言:当前,我国热回收空调呈现出百分之九十以下的平均效率,这就意味着将产生百分之十的能耗。此类能耗通过高温蒸汽向空气排放,具有较高温度。若难以对此类能耗进行有效的收集利用,不仅浪费能源,还会污染大气环境。特别是在建筑环境与设备工程中,要强化热回收技术的有效应用,实现对热能的高效回收,并改善节能减排实际效果。

一、热回收技术概述

在一般情况下,空调机组配备的制冷剂需借助水或者空气实现冷凝,这就产生一定的热量浪费,并造成对电能的大量消耗。地源或水源热泵系统将热量排向土壤或者地下水。将热回收装置增设于系统内部,即可对部分热量进行有效回收,还能对风冷冷凝器以及土壤热交换器相应的冷却做功进行降低,强化系统实际冷却效果,促进能效比实现大幅度提高。加强地源热泵与热回收两类技术的结合,能促进热泵机组具备制冷、制热以及热水三大功能。地下埋管式热泵在埋设地下换热器时,其占地面积较大,对此,可对桩基埋管进行采用,实现对埋管钻孔投资以及占地面积的有效减少。另外,可在室外空地对埋管换热井进行设置,对桩基埋管补充换热量。对地下换热器进行设计,要对U型管内部水流的流速进行控制,将之控制在0.6~0.8m/s范围内。

二、常用的热回收系统结构及其工作原理

对建筑物相应的空调负荷而言,新风负荷通常占据20%到30%的空调总负荷。借助排风具备的余冷余热对新风进行处理,能减少新风处理耗费的实际能量,并实现对机组负荷的有效降低,增强空调系统运行的经济性。常用的热回收系统结构及其工作原理如下:

1、转轮式全热回收器

转轮式全热回收器,能对扫气所含的大约75%的剩余能量进行回收。转轮一侧相应的入口对排风吸入,将部分冷量对转轮进行传递;转轮另一侧相应的入口对新风吸入,转轮保持15~20r/min的转转速度,向新风传递蓄积于转轮的冷量。转轮通常采用铝箔材料制作本体,并将二氧化硅吸湿剂均匀喷涂于其表面。因此,转轮能回收潜热,并促进系统大幅度提高热回收效率。

2、板翅式全热回收器

与普通板翅式换热器相比,能回收排风余能的热交换器在其隔板与板翅二者间对特殊纸张进行了采用。这种纸张相对较薄,其透湿性以及传热性良好,但缺乏良好的透气性。当进排气相应的两侧位置存在水蒸气压力差以及温差时,即会形成热湿交换,完成全热回收。

3、热管式热回收装置

热管,通常采用密闭性较强的真空金属管,并将一定量冷媒充注于其内部。热管冷凝端出现受热,管内液体对外界热量进行吸收并迅速气化,受压差作用影响,向热管另一端流动,并将热量排向外界,冷凝为液体,利用贴壁金属网具备的毛细抽吸力,液体能实现对加热段的返回,并再次经过受热完成气化。通过上述循环模式,热量能从热管一端传递于热管另一端。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方式是相变传热,热管内部存在极小的热阻,即使温差极小,也能对较大传热量进行获取。

4、中间冷媒式

中间冷媒式具有相对简单的原理,且成本较低。在新风侧以及排风侧,各对气液换热器进行使用,若空气流过排风侧,即对系统内部的冷媒实施冷却。在新风侧,冷媒仅冷却后将热量对新风进行转移,在泵作用影响下,冷媒不断在系统内部进行循环。

三、热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用

1、热泵回收技术

对空调制冷而言,其冷却水通常保持30℃到38℃的温度。若要全部对空调冷量进行回收,需对热泵回收技术进行采用。该技术主要由热泵机以及制冷机组共同构成热回收装置。当冷水机组与热泵机组进行同时工作时,对冷却塔相应的风机启停进行控制,即可实现对冷却水相应的回水温度的控制。热泵回收技术组合了热泵以及制冷装置,对空调改造具有较强的实用性。但该技术需耗费较大投资,其运行管理需耗费较高费用,且运行控制存在较大难度,在实际应用中会产生各类问题。另外,热水温度难以符合设计要求,会对热回收利用的实际效果造成影响。

2、双冷凝器回收技术

该技术是将热回收器安装在建筑设备相应的压缩机以及冷凝器二者之间。热回收器保持正常状态运行,空调设备即能在确保节能的基础上实施有效制冷或者制热。该技术能直接对冷凝器中,存在的剩余热量进行回收,能确保理想温度。通常,在中央暖通空调机组中对该技术进行热回收应用,能取得良好的应用效果。在直接复合双冷凝器中,空调压缩机相应出口将高压高温制冷剂气体排出,能提前对风冷冷凝器中存在的水进行加热,实现冷却,还能吸收热量,对热量进行最大化利用,进而实现对冷凝器所含热量的有效循环利用。传统双冷凝器对热量进行回收,仅在冷凝器中对热量进行交换,未能良好利用风冷冷凝器所含的余热。借助风冷冷凝器预热水,能实现对热量的重复回收利用。

3、内区热量回收技术

建筑物内区通常存在较多剩余热量。通常通过水环路,即水环热泵空调系统对建筑物内区热量进行回收。对小型水环与空气热泵实施并联。水环热泵空调系统主要包括水循环相应的环路设备、水热泵机组或者空气热泵机组、相关辅助设备。该系统能实现对建筑物内区存在的剩余热量的高效回收。

4、盘管环路式热回收装置

该装置在新风侧以及排风侧各对换热盘管进行设置,并通过环路对盘管进行连接,各类工作流体,诸如水、乙二醇水溶液等在管内进行流通,借助泵作用,实现强制循环。在工作状态下,排风侧相应的盘管将冬季工况下的热量或者夏季工况下的冷量对工作流体进行传递,工作流体则将工作介质对新风侧相应的盘管进行输送,实现对冬季工况下的新风加热以及夏季工况下的新风冷却[5]。

5、管状式热回收器

管状式热回收器,能实现对余热的有效利用,并实现对能源消耗的有效降低,借助某种工质具备的相变性传递热量。此类回收器具有较为紧促的内部结构,且具有较大的散热面积,质量相对较高,无需耗费过多的企业能源,即可取得良好的热回收效果,具有较强的实用性。

管状式回收器还能对工业废气中存在的有害物体实施分解排除,并对新空气进行吸收实现有效循环,既能实现对能源的有效节约,还能取得良好的环保效果。

结语

综上所述,建筑环境与设备工程常用的热回收系统结构包括转轮式全热回收器、板翅式全热回收器、热管式热回收装置以及中间冷媒式装置。当前,热泵回收技术、双冷凝器回收技术、内区热量回收技术、盘管环路式热回收装置、管状式热回收器等热回收技术在建筑环境与设备工程中得到了日渐广泛的应用。

参考文献:

[1]杨志凯.热回收技术在建筑环境与设备工程中应用的几点思考[J].同行,2016(9).

[2]王剑.试论建筑环境与设备工程中热回收技术的应用[J].中国科技博览,2014(11):230-230.

[3]蔡春秀.热回收技术在建筑环境与建筑设备中的运用[J].科技创新与应用,2016(15):253-253.

论文作者:刘冠男,吴怡

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第13期

论文发表时间:2019/1/23

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