王源霞
广东诚实建设工程设计有限公司 514021
摘要：暖通空调节能技术在绿色建筑的设计和使用过程中非常重要，其中空调系统热回收的应用在绿色建筑评价标准中占有重要的分值。本文介绍了空调空气热回收和空调冷凝热回收技术的原理，并对此技术在绿色建筑设计中的应用进行了探究。
关键词：热回收；绿色建筑；节能
随着生活水平的不断提高，人们对建筑舒适性的要求越来越高，同时国家对节能减排越来越重视，绿色建筑成为未来建筑发展的主要潮流。绿色建筑作为一种建筑规则和建筑环境性能的衡量标准，要求节约能源及资源，减轻建筑对环境的负荷，同时提供安全、健康、舒适性良好的生活空间，做到建筑与人及环境的和谐共处、永续发展。绿色建筑是实现建筑业可持续发展的有效途径之一。
暖通空调设计是建筑设计中一个重要环节，要将绿色观念融入到建筑暖通空调设计之中，合理运用空调节能技术，这样才能有效地发挥绿色观念和绿色技术的优势，体现出建筑行业对绿色发展观念的追求。空调热回收技术可以有效的节约能源，实现节能减排。
1 热回收空调系统特点
空调热回收包括空气热回收和冷却水热回收。空气热回收可分为全热回收和显热回收，原理是利用建筑物的排风与新风进行热交换，在夏季可以回收空调冷量，在冬季可以回收热量。目前大部分的热回收设备的效率可以在60%以上。冷却水热回收主要是将空调系统的冷凝热全部或部分地回收用来加热制备生活热水，也称为冷凝热回收。
1.1 空气热回收节能技术
在建筑的空调负荷中，新风负荷一般占到空调总负荷的30%甚至更多。把空调房间的热量直接排放到大气中既造成环境热污染，又浪费了能量。采用空调房间排风中的余热来预处理房间新风，就可以减少处理新风所需的能耗，提高空调系统经济性。
式中，ρ—空气密度，kg/m3；C—空气的定压比热容，KJ/(Kg·K)；L—风量，m3/h；t—空气温度，℃；h—空气焓值；ηt—显热交换效率；ηh—全热交换效率。
由上式可以看出，如果新排风温差（室内外温差）较大时，回收热量显著；当室内外温差较小时，例如在过渡季节，可以在新风入口设置一个旁通管。当使用新排风热交换器不足以满足空调房间的冷（热）负荷时，可选用带辅助冷却（加热）盘管的设备。
1.2 冷凝热回收节能技术
空调冷凝器产生冷凝热，需要通过风冷或水冷等方式将热量带走，冷凝热回收系统是将这些要散发的热量回收用来加热水箱的水制备成生活热水。根据热量回收程度的不同，可分为全热回收方式和部分回收方式。冷凝热回收系统充分利用了空调系统中的废热，将空调系统中产生的低品位热量有效的利用起来，不仅达到了节约能源的目的，还可以减小冷却塔容量或取消冷却塔，使设备噪音减小，有效的减少了环境噪声污染。
空调系统运行释放冷凝热的热能总量及时间与生活热水的需求不一定完全匹配，可以在系统中设置蓄热水箱及调峰辅助热源，以保证生活热水的需求。
有文献研究表明[2]，根据建筑物逐时动态冷负荷，对空调系统的冷凝热及生活热水需求进行计算，使用冷凝热回收系统后，可以将自来水加热到40~45℃，能满足生活热水的预热需求。
2 热回收技术在绿色建筑中的评价
根据现行规范GB/T50378-2014《绿色建筑评价标准》[3] (以下简称《标准》，绿色建筑评价指标体系由7类指标组成，分别为节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理，每类指标均包括控制项和评分项。在节能与能源利用这个指标方面，采用空调热回收系统，对绿色建筑评价有积极重要影响作用。
2.1 对空气热回收的评价
《标准》第5.2.13条，排风能量回收系统设计合理并允许可靠，评价分值为3分。要求达到以下两项之一即可：（1）在空调系统中，利用排风对新风进行预热（预冷）处理，降低新风负荷，且排风热回收装置的额定热回收效率不低60%。（2）采用带热回收的新风和排风双向换气装置，且双向换气装置的额定热回收效率不低于55%。目前市场上的空气热回收装置基本都能满足上述要求，大部分的热回收设备的效率在60%以上。
2.2 对余热废热利用的评价
《标准》第5.2.15条，合理利用余热废热解决建筑的蒸汽、供暖或生活热水需求，评价分值为4分。在整个建筑总能耗中，除了空调系统耗能占据很高的比例之外，生活用能系统的能耗也占有不容忽视的比例，尤其像酒店等这类有稳定热需求的公共建筑。空调冷凝热回收系统就很好的实现了回收空调冷却水中的热量，将余热充分利用，降低能源的消耗和提高生活热水系统的用能效率。一般情况下，对利用余热废热来供应生活热水的评价指标如下：余热或废热提供的能量不小于生活热水设计日总量的60%。
3 空调热回收方案确定
在绿色建筑设计过程中，通过计算生活热水设计日总量、空调负荷和冷凝热总量等，对空调热回收设备进行合理选型。通常设计方案是热回收机组与常规冷水机组主机搭配最为经济节能。空调主机容量大小搭配，全部热回收空调系统与常规冷水机组搭配，节约成本；通过控制系统对逐时负荷与用水负荷进行监测，以便调节冷凝器的散热或者换热器的回收，保证热回收空调系统的稳定运行。
以某酒店为例，地上共3层，建筑面积7500㎡。 1层主要是浴足、 娱乐、 休息等, 2层和3层为桑拿、功能厅及贵宾房等,总计有92个房间。经过计算，整栋楼空调总冷负荷为1450KW，全天总热水用量为200t（55℃），最大小时流量为14t/h。按自来水温度15℃计算，加热到55℃，最大小时加热热负荷为650KW/h。
经过分析，提出以下空调方案：2台制冷量708KW的螺杆式冷水机组，1台制热量659KW的冷凝热回收热泵热水机。同时选择2台燃气锅炉和2台板式换热器备用，当热回收机组不能满足生活用热时，由燃气锅炉经板式换热器为生活热水提供热源。为解决空调最大负荷与热水用水高峰不同步问题，设置有空调热回收保温水箱1个，有效容积60t。娱乐室、会议室、棋牌室、贵宾房等房间采用新排风热交换器进行空气能量热回收。
通过采用冷凝热回收热泵热水机和新排风热交换器分别对空调系统的冷却水和冷空气进行了热回收，有效的提高了能源利用率，降低了酒店的能源消耗，实现节能减排，降低酒店的运营成本。
4 结语
绿色建筑是生态建筑，是未来建筑发展的主要潮流。空调系统能耗在建筑能耗中占比较高，在空调设计过程中采用节能技术，可以有效降低能耗。在绿色建筑中，特别是像酒店等这种对热有稳定需求的公共建筑，采用空调系统余热制备生活热水以及采用新排风热回收装置回收空气能量完全可行且效果显著，可实现绿色节能减排。
参考文献：
[1]徐邦裕,陆亚俊,马最良.热泵[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.
[2]冯晓梅.热回收技术在绿色建筑中的应用[R].中国建筑学会全国供暖节能技术交流会,2005.
[3]GB/T 50378-2014绿色建筑评价标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
论文作者:王源霞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/5
标签：建筑论文; 空调论文; 空调系统论文; 负荷论文; 空气论文; 新风论文; 余热论文; 《防护工程》2018年第9期论文;