空調(diào)換熱器熱管、轉(zhuǎn)輪、板式熱回收的比較

空調(diào)換熱器熱管 轉(zhuǎn)輪 板式回收的比較空調(diào)換熱器熱管 轉(zhuǎn)輪 板式回收的比較 一 各種熱回收裝置的圖解分析與比較一 各種熱回收裝置的圖解分析與比較 1 轉(zhuǎn)輪式熱交換器與熱回收系統(tǒng) 圖 1 為轉(zhuǎn)輪式熱交換器與熱回收系統(tǒng) a 轉(zhuǎn)輪式全熱交換器結(jié)構(gòu)示意圖 b 熱回收系統(tǒng) 1 1 圖 1 中 1 凈化扇形區(qū) 2 新風(fēng)風(fēng)機(jī) 3 排風(fēng)風(fēng)機(jī) 1 2 排風(fēng)與新風(fēng)交替逆向流過轉(zhuǎn)輪 具有自凈作用 1 3 通過轉(zhuǎn)速控制 能適應(yīng)不同的室內(nèi)外空氣參數(shù) 1 4 回收效率高 可達(dá)到 70 90 1 5 能應(yīng)用于較高溫度 80 的排風(fēng)系統(tǒng) 1 裝置較大 占用建筑面積和空間多 2 接管位置固定 配管靈活性差 3 有傳動(dòng)設(shè)備 自身需要消耗動(dòng)力 4 壓力損失較大 5 有少量滲漏 無法完全避免交叉污染 轉(zhuǎn)輪式熱交換器由轉(zhuǎn)輪蓄熱體 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 控制器及外殼等部分組成 外殼分隔成兩 部分 分別與進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)管相連 電動(dòng)機(jī)功率小于 1Kw 裝在邊角通過三角皮帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪蓄 熱體以 10r min 左右的速度緩慢旋轉(zhuǎn) 從而把排風(fēng)中熱量 或冷量 貯蓄起來 然后再傳遞 到進(jìn)風(fēng)中 一般情況下 進(jìn) 排風(fēng)均應(yīng)裝設(shè)過濾器 轉(zhuǎn)輪式熱交換器由于轉(zhuǎn)輪蓄熱體的材料不同 可分為四種類型 1 ET 型 由覆有吸濕 性涂層的抗腐蝕鋁合金箔制成 有優(yōu)良的吸濕性能 可同時(shí)回收顯熱與潛熱 全熱效率可達(dá) 70 90 2 RT 型 由純鋁箔制成 無吸濕量 主要回收顯熱 3 PT 型 由耐腐蝕鋁合金 箔制成 能耐較高的溫度 進(jìn)行顯熱交換 適用于廚房 印染廠及特殊的工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng) 4 KT 型 由耐腐蝕鋁合金箔制成 外涂塑料層 有較強(qiáng)的耐腐蝕性 主要回收顯熱 適用于電 鍍車間 電機(jī)試驗(yàn)室 動(dòng)物飼養(yǎng)房等 對(duì) RT 型 PT 型 當(dāng)轉(zhuǎn)輪溫度低于排風(fēng)露點(diǎn)溫度時(shí) 則能對(duì)新風(fēng)起加濕作用 2 板翅式全熱交換器與熱回收系統(tǒng) 圖 2 為板翅式全熱交換器與熱回收系統(tǒng) a 板翅式全熱交換器結(jié)構(gòu)示意圖 b 熱回收系統(tǒng) 2 1 圖片中 1 翅片 2 隔板 3 板翅式熱交換器 4 排風(fēng)機(jī) 5 過濾器 6 新風(fēng)機(jī) 2 2 沒有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備 不消耗電力 2 3 不需要中間熱媒 沒有溫差損失 2 4 設(shè)備費(fèi)用較低 1 設(shè)備體積較大 需占用較多建筑空間 2 接管位置固定 設(shè)計(jì)布置時(shí)缺乏靈活性 3 無自凈能力 其是一種靜止式的全熱交換器 換熱芯體是采用多孔纖維材料如特殊加工的作為基材 對(duì)其表面進(jìn)行特殊處理后制成的板翅狀單元體 在換熱器中換熱芯體交叉疊置 波紋板的 波峰與隔板連在一起 將進(jìn) 排風(fēng)通路完全分開 特殊加工的紙既能傳熱又能傳濕 但不 透氣 當(dāng)進(jìn) 排風(fēng)之間有溫差或水蒸氣分壓力差時(shí) 進(jìn) 排風(fēng)之間進(jìn)行熱 濕交換產(chǎn)生熱 回收 本設(shè)備僅適用于一般的通風(fēng)空調(diào)工程 排風(fēng)中含有有害成分時(shí) 不宜選用 由于熱 交換器無自凈能力 新風(fēng)和排風(fēng)在進(jìn)入熱交換器之前應(yīng)經(jīng)過濾 還有一種簡(jiǎn)單的板式顯熱交換器 只有隔板 而無翅片 新風(fēng)和排風(fēng)只進(jìn)行顯熱交換 熱交換效率較低 3 熱管式熱交換器與熱回收系統(tǒng) 圖 3 為熱管式熱交換器與熱回收系統(tǒng) a 熱管式熱交換器結(jié)構(gòu)示意圖 b 熱管 3 1 圖中 1 蒸發(fā)段 2 凝結(jié)段 3 絕熱段 4 輸熱芯 3 2 沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件 不額外消耗能量 運(yùn)行安全可靠 使用壽命長(zhǎng) 3 3 每根熱管自成換熱體系 便于更換 3 4 熱管的傳熱是可逆的 冷 熱流體可以變換 3 5 冷 熱氣流之間的溫差較小時(shí) 也能得到一定的回收效率 3 6 本身的溫降很小 接近于等溫進(jìn)行 換熱效率較高 1 只能回收顯熱 不能回收潛熱 2 接管位置固定 缺乏配管的靈活性 熱管是一根內(nèi)壁襯有一層能產(chǎn)生毛細(xì)作用的吸液芯的密閉管子 吸液芯中含有作為傳遞 介質(zhì)的工作液體 若熱管的一端受熱 吸液芯中的液體就在這一端蒸發(fā) 蒸氣流向熱管較冷 的區(qū)域 冷凝成液體 放出冷凝潛熱 冷凝液重新被液芯所吸收 并借助毛細(xì)作用返回到吸 液芯蒸發(fā)區(qū) 如此反復(fù)循環(huán) 將熱量由一端轉(zhuǎn)移到另一端 新風(fēng)與排風(fēng)不直接接觸 新風(fēng)不 會(huì)被污染 4 中間媒體式熱交換器及熱回收系統(tǒng) 圖 4 為中間媒體式熱交換器熱回收系統(tǒng)示意圖 4 1 圖中 1 排風(fēng)側(cè)盤管 2 新風(fēng)側(cè)盤管 3 循環(huán)泵 4 膨脹水箱 4 2 供熱側(cè)與得熱側(cè)之間通過管道連接 因此對(duì)距離沒有限制 布置方便靈活 4 3 水泵 盤管均可選用常規(guī)產(chǎn)品 1 需配置循環(huán)水泵 有動(dòng)力消耗 2 由于應(yīng)用中間熱媒 存在溫差損失 熱效率較低 一般為 40 50 3 只能回收顯熱 不能回收潛熱 2 5 熱泵 這種熱回收系統(tǒng)通過由排風(fēng)和新風(fēng)的盤管 循環(huán)泵及中間媒體的管路系統(tǒng)組成的環(huán)路 將排風(fēng)中的能量 熱量或冷量 轉(zhuǎn)移到新風(fēng)中去 當(dāng)冬季室外溫度在 0 以上 或只用于夏 季回收排風(fēng)冷量時(shí) 中間媒體可以用水 當(dāng)冬季室外溫度在 0 以下時(shí) 中間媒體應(yīng)使用乙 二醇水溶液 溶液的濃度視室外溫度而定 5 熱泵熱回收系統(tǒng)示意圖 熱泵通過從蒸發(fā)器吸熱 冷凝器放熱而把熱量從一處傳遞到另一處 排風(fēng)能量的熱泵回 收系統(tǒng)由壓縮機(jī) 節(jié)流機(jī)構(gòu) 兩臺(tái)分別放置在排風(fēng)系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)中的空氣 制冷劑換熱盤管 和四通換向閥組成 在夏季工況 排風(fēng)側(cè)的盤管為冷凝器 新風(fēng)側(cè)的盤管為蒸發(fā)器 從而冷 卻了新風(fēng) 并充分利用了排風(fēng)的冷量 在冬季工況 四通換向閥使制冷劑流向改變 這時(shí)排 風(fēng)側(cè)的盤管為蒸發(fā)器 新風(fēng)側(cè)的盤管為冷凝器 系統(tǒng)從排風(fēng)中吸熱 而加熱了新風(fēng) 圖 5 熱泵熱回收示意圖 二 各類熱交換器的性能與利用分析二 各類熱交換器的性能與利用分析 目前的熱交換器有顯熱和全熱回收兩種形式 不同形式的性能 效率和利用方式 設(shè) 備費(fèi)的高低 維護(hù)保養(yǎng)的難易也各不相同 它們的綜合比較如下表所示 熱回收方式效率 設(shè)備 費(fèi) 維護(hù) 保養(yǎng) 輔助 設(shè)備 占用 空間 交叉 污染 自身 耗能 接管 靈活 抗凍 能力 使用 壽命 轉(zhuǎn)輪換熱器高高中無大有有差差中 熱管換熱器較高中易無中無無中好優(yōu) 板式顯熱換熱器低低中無大有無差中良 板翅式全熱換熱器 較高中中無大有無差中中 中間熱媒式低低中有中無多好中良 幾種常用的熱交換器 幾種常用的熱交換器 1 1 轉(zhuǎn)輪式全熱換熱器轉(zhuǎn)輪式全熱換熱器 轉(zhuǎn)輪式換熱器的表面為蜂窩狀 涂上一層吸附材料作干燥劑 將轉(zhuǎn)輪置于風(fēng)道之間 使 其分成兩部分 來自空調(diào)房間的排風(fēng)從一側(cè)排出 室外空氣以相反的方向從另一側(cè)進(jìn)入 為 加大換熱面積 輪子緩慢旋轉(zhuǎn) 10 12 轉(zhuǎn) 分 輪子的一半從較熱空氣中吸收存儲(chǔ)熱量 旋 轉(zhuǎn)到另一側(cè)時(shí) 釋放熱量 使熱量發(fā)生轉(zhuǎn)移 附著表面的干燥劑將來自高濕度的空氣流里的 濕氣冷凝后 通過干燥劑吸收 旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)時(shí) 將濕氣釋放到低濕度的氣流里 這個(gè)過程 將潛熱轉(zhuǎn)移 換熱器旋轉(zhuǎn)體的兩側(cè)設(shè)有隔板 使新風(fēng)與排風(fēng)逆向流動(dòng) 轉(zhuǎn)輪芯片用特殊的紙或鋁箔制 成 其表面涂上吸濕性涂層 形成熱 濕交換的載體 它以 10 12r min 的速度旋轉(zhuǎn) 先把 排風(fēng)中的冷熱量收集在蓄熱體 轉(zhuǎn)輪芯 里 然后傳遞給新風(fēng) 空氣以 2 5 3 5m s 的流速 通過蓄熱體 靠新風(fēng)與排風(fēng)的溫差和蒸汽分壓差來進(jìn)行熱濕交換 所以 既能回收顯熱 又 能回收潛熱 1 轉(zhuǎn)輪換熱器的功能與適用范圍 功 能適用范圍 有優(yōu)良的吸濕性能 可回收顯熱與潛熱 效率有濕度要求的空調(diào)系統(tǒng) 如紡織廠 造 可達(dá) 70 有覆有吸濕性涂層的輪體 紙廠和一些生產(chǎn)車間 無吸濕性性要求 主要回收顯熱時(shí) 應(yīng)使用顯 熱回收器 表面無涂層 當(dāng)排風(fēng)溫度低于露點(diǎn) 時(shí) 有吸濕可能 也回收潛熱 體育館 百貨商店 工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng) 2 轉(zhuǎn)輪換熱器的主要優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn) 1 能回收顯熱和潛熱1 裝置較大 占用建筑面積和空間多 2 排風(fēng)與新風(fēng)逆向交替過程中具有一定的 自凈作用 2 接管位置固定 配管靈活性差 3 通過轉(zhuǎn)速控制 能適應(yīng)不同的室內(nèi)外空 氣參數(shù) 3 有傳動(dòng)設(shè)備 自身需要消耗動(dòng)力 4 回收效率高 可達(dá)到 70 80 4 壓力損失較大 易臟堵 5 能應(yīng)用于較高溫度的排風(fēng)系統(tǒng)5 有滲漏 無法完全避免交叉污染 3 影響轉(zhuǎn)輪換熱器效率的因素 a 空氣流速 空氣流過轉(zhuǎn)輪時(shí)的迎風(fēng)面流速越大 效率越低 反之效率則高 推薦風(fēng)速 2 4m s b 轉(zhuǎn)輪兩側(cè)氣流入口處 需要加裝空氣過濾器 c 設(shè)計(jì)時(shí) 必須計(jì)算校核轉(zhuǎn)輪上是否會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜 結(jié)冰現(xiàn)象 必要時(shí)應(yīng)在新風(fēng)管 上設(shè)空氣預(yù)熱器 或在熱回收器后設(shè)溫度自控裝置 當(dāng)溫度達(dá)霜點(diǎn) 就發(fā)出信 號(hào)關(guān)閉新風(fēng)閥門或開啟預(yù)熱器 d 由于全熱交換器轉(zhuǎn)輪需要?jiǎng)恿?并且增加了阻力 從而增加輸送動(dòng)力和增加投 資 因此 必須計(jì)算回收效應(yīng) 當(dāng)總能耗節(jié)約顯著時(shí) 方可選用 e 適用于排風(fēng)不帶有害物或有毒物質(zhì)的場(chǎng)所 2 2 低溫?zé)峁軗Q熱器低溫?zé)峁軗Q熱器 1942 年 美國(guó)工程師提出了熱管原理 20 世紀(jì) 60 年代初 開始研究和試制 最早被用 于航天器與核反應(yīng)堆 20 世紀(jì) 70 年代 熱管換熱器作為全新風(fēng)系統(tǒng)中的熱能回收裝置而最 終在暖通行業(yè)中體現(xiàn)出卓越的優(yōu)越性 熱管是靠自身內(nèi)部液體的相變來實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的傳熱 元件 它有以下特點(diǎn) 每根熱管都是永久性密封的 傳熱時(shí)沒有額外的能量損耗 無運(yùn)行 部件 運(yùn)行可靠性高 熱管換熱器的結(jié)構(gòu)決定了它是典型的逆流換熱 熱管又幾乎是等溫 運(yùn)行 因此熱管換熱器具有很高的效率 因冷熱氣體的換熱在熱管的外表面進(jìn)行容易擴(kuò)展 受熱面積 冷熱氣體中間用隔板隔開 沒有泄漏 因此沒有交叉污染問題 由于流體流 動(dòng)通道寬敞 阻力損失小 每根熱管完全獨(dú)立 維修方便 從環(huán)境的適應(yīng)性 余熱回收 效率 壓力損失 防止堵塞 清洗 壽命等綜合指標(biāo)看 熱管換熱器占據(jù)優(yōu)勢(shì) 工作原理工作原理 熱管由管殼 吸液芯和端蓋組成 在抽成真空的管子里充以適當(dāng)?shù)墓ぷ饕?再 將其兩端密封 熱管既是蒸發(fā)器又是冷凝器 熱流吸熱的一端是蒸發(fā)段 工質(zhì) 吸收熱后蒸發(fā)汽化 流動(dòng)至另一端即冷凝段放熱液化 并依靠毛細(xì)力作用流回 蒸發(fā)段 自動(dòng)完成循環(huán) 熱管換熱器由單根熱管集裝在一起 中間用隔板將蒸發(fā)段與冷凝段分開 熱管換熱器靠 熱管內(nèi)工質(zhì)的相變完成熱量傳遞 每一根熱管就是一個(gè)無動(dòng)力的制冷循環(huán)系統(tǒng) 傳熱速度是 相同金屬的數(shù)千倍至萬倍 0 1 的溫差即有熱響應(yīng) 它最初用于人造衛(wèi)星上解決向陽面和 背陰面的受熱不均勻 是人造衛(wèi)星上必備設(shè)備之一 現(xiàn)在 越來越廣泛的用于空氣調(diào)節(jié)和余 熱回收領(lǐng)域 日本早稻田大學(xué)的一位專家說 日本特別重視節(jié)能和環(huán)保 而熱管技術(shù)以其 高效的傳熱性 為節(jié)能環(huán)保找到了一條新路 熱管換熱器在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)中均有介紹 和選用方法 1 1 低溫?zé)峁軗Q熱器的主要優(yōu)缺點(diǎn) 低溫?zé)峁軗Q熱器的主要優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn) 1 結(jié)構(gòu)緊湊 單位體積的傳熱面積大1 只能回收顯熱 不能回收潛熱 2 沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件 不額外消耗能源2 接管位置固定 缺管配管的靈活性 3 每根熱管自成換熱體系 不易臟堵 便于 更換 4 熱管的傳熱是可逆的 冷熱流體可以變換 5 冷 熱氣流之間的溫差較小時(shí) 也能得到 一定的回收效率 6 本身的溫降很小 接近于等溫運(yùn)行 換熱 效率高 60 70 7 使用壽命長(zhǎng) 12 年以上 2 2 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) a 低溫?zé)峁苓m用于溫度 40 80 全年可使用 回收冷量時(shí) 角度與熱量相反 b 迎面風(fēng)速宜采用 1 5 3 5 m s c 冷 熱端之間的間隔板 采用雙層結(jié)構(gòu) 可杜絕因漏風(fēng)而造成交叉污染 d 換熱器可垂直或水平安裝 既可以幾個(gè)并聯(lián) 也可以幾個(gè)串聯(lián) e 當(dāng)氣流的含濕量較大時(shí) 此時(shí)有潛熱回收 可作為余量 f 應(yīng)設(shè)計(jì)凝水排除裝置 g 啟動(dòng)換熱器時(shí) 應(yīng)使冷 熱氣流同時(shí)流動(dòng) 或使冷氣流先流動(dòng) 停止時(shí) 應(yīng)使 冷 熱氣流同時(shí)停止 或先停止熱氣流 遼寧省能源論證會(huì)對(duì)于熱管換熱器的結(jié)論為 該裝置是二級(jí)加熱設(shè)備 第一級(jí)用 KLS 系列低溫?zé)峁軗Q熱器回收排風(fēng)余熱來預(yù)熱新風(fēng) 第二級(jí)選用通風(fēng)工程常用的 SRZ 型空氣加熱器 二級(jí)串聯(lián)一體 結(jié)構(gòu)新穎 工程實(shí)用 是集中供暖 通風(fēng)于一體的新 型節(jié)能補(bǔ)風(fēng)加熱機(jī)組 該產(chǎn)品使用的排風(fēng)余熱回收裝置是 KLS 型熱管換熱器 這種熱 管換熱器經(jīng)國(guó)家機(jī)械委和北京市科委鑒定認(rèn)為該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊 性能穩(wěn)定 運(yùn)行維護(hù) 方便 該產(chǎn)品已生產(chǎn) 300 多臺(tái) 用戶反映良好 所以該機(jī)組的核心設(shè)備是可靠的 該 產(chǎn)品節(jié)能效果顯著 可回收排風(fēng)余熱 60 投資回收期 1 2 年 同時(shí)還可以減少環(huán) 境的污染 與會(huì)專家一致認(rèn)為 該產(chǎn)品應(yīng)在我省企業(yè)中積極推廣使用 在使用過程中 積累經(jīng)驗(yàn) 繼續(xù)完善提高 有利于我省節(jié)能工作的開展 三 低溫?zé)峁軗Q熱器節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益分析 三 低溫?zé)峁軗Q熱器節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益分析 按沈陽地區(qū)冬季室外 19 室內(nèi) 20 計(jì)算如果排風(fēng)量為 30 000 立方米 時(shí) 能量損 失為 37 萬 Kal h 相當(dāng)于 0 7 噸的鍋爐每小時(shí)產(chǎn)生的熱量 熱管換熱器每小時(shí)可回收的的 熱量按效率 60 計(jì)算為 22 2 萬 Kal h 四四 板式熱交換器的工作原理 板式熱交換器的工作原理 利用特殊的紙質(zhì)材料或鋁泊裝配成上下各層間隔而成的通道 進(jìn)風(fēng)通過單數(shù)層通道 排風(fēng)通過雙數(shù)層通道 通過空氣與層板的接觸傳遞熱量 送風(fēng)與排風(fēng)逆流時(shí)效率最高 但逆流運(yùn)動(dòng)時(shí) 材料受力最大 容易吹破交換器 所以常采用叉流