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热管换热器在游泳馆空调系统中的能量回收点击：1919 日期：[ 2014-04-26 21:53:37 ] |
| 热管换热器在游泳馆空调系统中的能量回收 梁勇1,朱晓虎2,张风雷2 (1.南京金宸建筑设计有限公司,江苏南京210029; 2.仁恒投资南京有限公司,江苏南京210012) 摘要：叙述了游泳馆能量回收的必要性，介绍了热管回收空调通风系统的构成，结合工 程实例定量分析了热管回收空调通风系统能量回收效率和投资回收年限。 关键词：游泳馆；热管；空调通风；热回收 中图分类号：TK 09文献标识码：B文章编号：1001-5523(2006)04-0042-03 1.概述 南京某公司开发建设的高级商务楼中有一个游泳馆,面积达1500m2,池厅650m2,内设一个25×16m 标准游泳池。室内池厅设计温度为28℃,相对湿度≤65%。该游泳馆以娱乐健身为主要用途,采用直流空调通风系统,气流组织为下送下回。 游泳馆室内属于高温高湿环境,一方面大量的水蒸气蒸发到室内空气中,带入大量的余热余湿,使 室内空气处于高温高湿状态,极易在墙面、玻璃和顶棚等处结露;另一方面由于池水消毒灭菌的需要而向池水中加入液氯,氯气挥发到空气中,当空气中氯气浓度超过1×10-6时会对人体产生危害,同时氯气与水蒸气相遇形成酸性气体,对馆内金属构件有严重侵蚀作用。 这种室内环境既不利于人体健康,也不利于保护建筑。需要排除馆内大量的余热余湿,控制室内空气中氯气的浓度和空气环境品质。因此,游泳馆室内 空调排气量较一般建筑的舒适性空调大、耗能高。而且游泳池通风采用不循环的直流通风系统,该系统中的空气焓值很高,若直接排出室外能量损失很大,因此应设置能量回收装置对排气的能量进行回收, 以达到节能降耗,减少运行费用的目的[1]。 2.热管回收式空调通风系统 2.1热管换热器回收能量在游泳馆中应用的可行性 游泳馆内湿量很大,用潜热回收排气会使一部分排出的湿量重新回到空调区,增加了除湿负荷,因此游泳馆以显热回收为主。排气中含有害物质,回收 时不宜质交换,进、排风流道需完全分隔,避免交叉污染滋生细菌。 根据热管换热器的特点,可以看出热管换热器非常适合作为游泳馆能量回收装置。 2.2热管回收式直流组合空调机组的构成 热管回收式直流组合空调机组的构成见图1, 其由进风箱段、新排风回收段、表冷段、再热段、送风 机段、排风机段、冬季回风段组成。机组框架用铝合金或钢框梁喷塑而成,可撤卸式铰链连接;面板采用 聚氨脂发泡彩钢板,模块化生产;新排风回收段和再 热段采用高效耐用的热管式换热器,对排风进行冷 热量回收,回收效率达70%～80%[2]。 2.3夏季能量回收 南京夏季属于高温高湿地区,室外空气含湿量 大于室内空气的含湿量,直接采用室外空气通风已无除湿作用,还增加冷负荷,要采用制冷冷却的方法 对室内温度、湿度进行控制。 热管回收式直流空调系统空气处理过程如下: 在热管回收式直流空调系统中排风作为送风二 次再热的加热热源和新风预冷的冷源。室内回风N 先经过空调机组再热段热管蒸发端放热后变成状态 点P1,进入空调机组新排风回收段,经热管冷凝端 释冷后变化到状态点P2,排出室外。 室外新气从状态点W先经过空调机组新排风回收段热管蒸发段预冷后达到状态点W1,再进入机组表冷段冷却减湿至机器露点L,L进入再热段热管冷凝端加热后升温至送风点O,送入室内,经过热湿交换后达到N,经过排风能量回收和稀释室内有害气体后排出室外。 再热段回收能量为Q1=G(hO-hL)(kW),新排风 回收段回收能量为Q2=G(hW-hW1)(kW),回收总能量 为Q=Q1+Q2(kW)。 2.4冬季能量回收 南京冬季室外空气含湿量远远低于游泳馆池厅内空气的含湿量,将室外空气送入室内通风就能达到除湿效果,但送入的空气必须加热到一定的温度后方可引入室内。因此冬季采用室外风加热直流除湿通风方式,辅以地板辐射采暖,二者结合补偿冬季通风和维护结构的热损失。 冬季运行时,新风先经过空调机组新排风回收段热管冷凝端预热,然后进入空调机组表冷段加热至送风温度,引入室内排除余湿。空调机组再热段不 工作,室内回风由冬季回风段进入机组,经过空调机 组新排风回收段热管蒸发端放热后排出室外,排风余热得以回收,减少了空调机组冬季热负荷。 回收的热量为Q3=GC(TO1-TW2)/3 600(kW)。 3.能量回收定量分析 3.1基本参数 游泳馆池厅面积650 m2,泳池面积400 m2,池边 面积250 m2,池水温度26℃,室内空气设计温度为 28℃,相对湿度65%。据此计算的热、湿负荷及通风 量见表1。 3.2能量回收分析 3.2.1夏季回收量 根据表1、2,选通风量L=25 000 m3/h,热管换热 器效率取η1=70%～80%。考虑风机温度变化为1℃, 经计算,再热段回收能量为33.67 kW,回风经再热 段后温度降为23℃,回风经新排风回收段后温度 (排风温度)为32.6℃,新风回收能量为80.8 kW。 夏季总回收能量为114.47 kW,夏季排风含有的能量为186.73 kW,系统回收效率达61.3%。 3.2.2冬季回收量 经计算,新风经新排风回收段预热后温度达到 17.8℃,回收的能量为721 152 kJ。 3.2.3投资回收年限 本工程冷热源由自备的制冷机房和锅炉房提供。制冷机房设置2台水冷螺杆式冷水机组提供夏季空调冷源,制冷系数K=4.0。锅炉房安装2台燃气热水锅炉,作为热源给空调热水、生活热水、游泳池热水等供热,制热效率η=90%。 燃气采用天然气,热值为35.8 MJ/m3,气价为1.5 元/m3。商业用电电价为0.95元/kW,空调冬、夏季运行时间各为3个月,每天运行时间10 h,夏季回收总能量达103 230 kW,节省资金24 517.1元。冬季回收总能量为649 036.8 MJ,节省燃气量20 143.9 m3, 节省资金30 215.9元。年节省资金达54 733元。考虑制冷量、制热量减少后,对应水泵、冷却塔用电量也相应降低,则年总节省资金共为6万元。 再热段热管换热器造价约8.5万元,新排风回收段热管换热器造价约13.5万元,减少114.47 kW 冷量后,常规空调机组减少造价约2万元,热管回收式空调机组较常规空调机组增加的费用约20万元, 投资回收期约为3年。 4.结语 热管回收式空调系统回收效率高,经济实用,安全可靠,使用寿命长,投资回收年限短,是避免交叉污染提供健康空气环境的一种节能空调系统。 参考文献： [1]魏文宇,丁高,张力.游泳馆空调设计[M].北京:机械工业出版社,2004. [2]庄骏,张红.热管技术及其工程应用[M].北京:化学工业出版社,2000. 作者简介：梁勇(1964-),男,江苏南京人,暖通设计师,从事暖通工程设计工作。 朱晓虎(1974—),男,江西吉安人,工程师,从事暖通工程设计和管理工作。张风雷(1970—),男,安徽宿州人,水暖副总工程师,从事暖通工程设计和管理工作。 |
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