转轮热回收装置在大型商场空调系统应用节能探讨
摘要:在分析某商场应用转轮式热回收装置的基础上,总结分析其节能效果,对全热转轮回收装置的推广应用提出看法。
1.项目情况
本项目是某著名跨国企业的大型商场,建筑面积约3.5万m 2。
1.1设计依据
A S H A R E一1982给出最小新风量为8.6 m / h-人,推荐新风量为12.8 m /h -人。参考这一标准,一般设计院在设计商场时新风量的取值标准为8.5~12 m /h ·人。但是实际上新风量的取值与人均占有空间或面积有关。A S H A RE一1982标准对商场新风量取值8.6m /h -人时,100in /建筑面积测试人数为20~30人,而本商场预计在峰值客流量时每100 in /面积人数高达150人。根据Yaglon的试验,当人均占有空间为14.0m /人时,必须新风量为8.5m /h ·人;当人均占有空间为2.8m /人时,必须换气量则增至39.0in /人。本商场人均占有空间的体积在客流量高峰期尚不足2 in /人,在设计客流量下人均占有空间也不足6 in /人,人均新风量取值不宜偏低,至少应取标准规定的上限即12 in /h ·人。经综合考虑,整个商场按照总风量7.2 X 105 m /h,新风量按照1.6 X 105 in /h。上海市夏季室外设计参数为:室外干球温度tw=34~,湿球温度ts=28.2℃,含湿量dw=22g/kg,相对湿度巾=65%,焓hw=91KJ/kg。室内设计参数为:干球温度tn=26~2,相对湿度=50%,对应含湿量dn=10.5g/kg,焓hn=53KJ/kg。因此可见,排风温度和湿度都远低于室外新风,非常适合选用热回收装置。
自前国内常用热回收装置有以下几种:
1.1.1中间热媒式换热器:具有新风与排风不会产生交叉污染和布置方便灵活的优点。但需配备循环泵来输送中间热媒,传递冷热量,消耗动力,并有水系统处理等问题。板式换热器,虽然没有传动设备,但也只能回收显热。更重要的是这种热回收方式温差损失大,热效率仅有40—50% ,不能回收潜热,只适用于液体液体的热量回收。
1.1.2热管式换热器:需要借助另一种介质的相变进行热传递,亦不能回收潜热。
1.1.3空气—— 空气热回收泵:其节能效率高,可回收大量潜热。然而,需配压缩机冷凝器、蒸发器等一系列设施,其本身的能耗,设备投资及维修管理工作量均大于其它。
1.1.4热回收转轮:一种最常用的空气一一空气热回收形式。在换热器旋转体(转轮)的两侧设有隔板,使新风与排风反向逆流。转轮芯片多为用铝合金箔制造,其表面覆盖着吸湿性涂层,形成热、湿交换的载体,它以8-l0r/min的速度缓慢旋转,先把排风中的冷热量收集在蓄热体(转轮芯)里,然后传递给新风,空气以2.5~3.5m/s的流速通过蓄热体,靠新风与排风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换。所以,既能回收显热,又能回收潜热。经过综合的考虑,最后选用全热转轮回收装置作为本项目的热回收手段。
1.2计算与分析
根据系统的排风量与新风量之比为1.08,参考产品样本,选择转轮组密度12孔/cm ,转轮厚度2OOmm,、最大转速10r/min的转轮式全热交换器,查设备特性曲线得出:热湿交换率 =0.76。则新风经过转轮后的参数可以按照以下公式计算: = (t1一t2)/ (t1一t3)= (d1一d2)/ (d1一d3)式中t1——室外空气温度,℃;t2— —经转轮热交换器处理后
的新风温度,℃;t3—— 排风温度,℃;d1——室外空气含湿量,g/kg;d2—— 经转轮热交换器处理后的新风含湿量,g/kg;d3— —室内空气含湿量,g/kg。把上海市夏季室外设计参数已知数据代入公式,经计算得出,t2=27.92℃ ,d2=13.26 g/kg全热回收量按照下式计算:O=G(hl—h3) 式中G一一新风量,53.3kg/s,hl——室外空气焓值,91kj/kg,h2一一排风焓值,53kj/kg,Q=1539kw
1.3节能评价
本商场实际使用直接蒸发式螺杆式热泵屋顶空调机组,空调总风量7.2 X 105 m /h,新风量1.6 X 105 m /h,空调总制冷量5025kw,额定耗能2330kw。满负荷运行时新风全热回收能量1539kw,相当于节约电能714kw。
1.4费用比较
本项目空调机组部分总制冷量5025kw,总投资约在1 200万元左右,其中因为应用全热转轮回收装置(计算上因此而增加的所有系统配件)所占投资约360万元,其他部分840万元,但是如果不考虑新风热回收,增需要相应加大机组制冷量为5025+1539=6564 kw,对应1539kw空调机组总投资约需要增加200万元左右。因此采用转轮热回收装置实际增加初投资为:360—200=160万元。
根据相关文献⋯的论述,上海夏季当量满负荷运行时间为800小时,则夏季节电为714kw X 800h=571200kwh,根据商场空调实际运行时间的政策规定,对应电费为0.61元/kwh,所
以每夏季节约电费:571200 kwh X 0.61元/kwh =348432元,增加的初投资仅需要4.59年可收回。如果考虑上机组在热泵制热季节热回收的作用,实际上只需要不到4年就能够实现初投资的全部回收。
2.总结
在本项目投入实际运行后,根据运行情况测算,能符合原设计要求,实现很好的节能效果。在大型商场空调系统中应用转轮热回收技术有其重要的意义,经济上随着电价上涨和转轮价格的下降,其投资收回周期越来越短,同时对于建设节能型社会也非常重要的实际意义。
(文章来源:网络)
发布日期:2009-11-2
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