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【摘 要】 随着社会的发展,推动了建筑环境与设备工程专业的不断发展,同时也加大了能源的消耗,带来了能源危机,为了促进社会经济的快速发展,国家实施了节能环保的政策方针,有效的缓解了能源的消耗,保护了生态环境。城市建筑环境与设备工程中,由于能耗相对比较大,所以会常常的使用到热回收技术。本文分析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;应用
引言:
建筑工程在建设的过程中会消耗很多的能量,据相关的资料显示,其能耗在社会的各个行业中占据的非常的比例。社会的不断发展,也会大大增加能耗,从而严重影响到生态环境,直接危及到人们的生命安全。对于此情况,我们必须要采取先进的技术水平,从而使得建筑环境与设备工程中所消耗的能源得到一定的下降。
1、热回收技术研究现状
热回收技术中非常重要的部分是热回收装置,其能够进一步的实现新排风之间的热湿交换。因为在排风中会将一些热量回收,将其用于新风的加热中,从而降低进入室内的新风负荷,达到节能的效果。从热回原理上进行分类,可以分为
热回收技术的关键是热回收装置,热回收装置可以实现新排风之間的热湿交显热回收装置与全热回收装置,它们之间最大的区别是新排风之间的湿交换的实现问题。而对于热回收装置,因为构造不同,所以通常情况下将其分为了几种形式,包括板翅式、转轮式、热管式等,就目前的情况来看,最为常用的是转轮式与板翅式。
2、建筑物中各种热回收系统的结构及工作原理
在建筑工程中最为常见使用的设备是空调,当它正常运行的时候,会产生负荷,新风负荷所占比例一般为百分之二十以上,所以为了达到降低能耗的目的,通常情况下我们会通过热回收系统进行,将剩余的热量或者冷量进行排风中的新风的处理,为空调设备正常运行并且经济提供一定的保障。就目前的情况,热回收系统中所使用的设备主要有:转轮式全热换热器、板翅式全热换热器、热管式显热换热器以及中间冷媒式显热换热器等几种。它们工作的原理基本类似,以下是对其的分析。
2.1、转轮式全热回收器
转轮式(回转式)热交换器是一种蓄热蓄湿型的热交换器,它的主要构造原理及系统如图1所示。新风和排风分别在两个半部对向通过回转着的转轮转芯部分,转芯的制作材料主要是石棉纸、铝或其他材料,呈蜂窝状(其中波纹板的峰高大致在1.6mm~2.6mm),它蓄纯着从排风中获得的能量,当转向另一侧时,这些能量为新风所带走。石棉纸等基材上浸涂溴化锂吸湿剂,以使石棉纸等材料与空气之间不仅有热量交换,而且有湿交换,大大提高了热回收效率。
2.2、板翅式全热回收器
板翅式热交换器其结构由如图2a)所示的单体,另加外壳体组成。外壳体构造主要是薄钢板,它的上面有4个风管接口,为了方便单体的的安装和定位,但是在它的外壳体是没有设有定位导轨的。单体的组成主要是若干个波纹板交叉叠置。换热元件一般情况下会采用比较特殊的纸,类似于浸溴化锂的石棉纸等,其主要是能够起到一个传热和穿湿的作用,但是不透气,对于这些比较特殊的加工纸做成的板翅式热交换器是板翅式将其称为了板翅式全热交换器。如果材料是使用的铝板或钢板,然后将波纹板与隔板用焊接进行连接,没有进行无湿交换,就被称为板翅式显热交换器。
2.3、热管式显热回收器
热管式热交换器由若干根热管所组成。热交换器分为两部分,分别通过冷、热气流。热管是由两头密闭的金属管,内套纤维状材料的输液芯组成,抽真空后,充相变工质(如氨、甲醇等)。当热管的一端(冷凝端)受热后,管中的液体吸收外界热量迅速气化,在微小压差下流向热管的另一端,向外界放出热量后冷凝成为液体,液体借助于贴壁金属网的毛细抽吸力返回到加热段,并再次受热气化,如此不断循环,热量就从管的一端传向另一端。由于是相变传热,且热管内部热阻很小,所以在较小的温差下也能获得较大的传热量。
2.4、中间冷媒式显热回收器
中间冷媒式的基本原理非常的简单,并且属于非常经济的一种热回收系统。它主要是各使用一个气液换热器在新风和排风侧中,排风侧的空气流过的时候,会冷却系统中的冷媒。而在新风侧被冷却的冷媒再将冷量转移到进入的新风上,冷媒主要是在泵的作用下不断的进行循环。
3、热回收的发展现状及在建筑环境与设备工程中的应用`
随着社会的发展,科学技术水平得到很大的发展,越来越多的家用空调设备使用热回收技术,使得人们的生活质量得到很大提高,达到了节能环保的要求。
当冷水机组和热泵同时工作时,可以通过控制冷却塔风机的启停来控制冷却通过电动三通阀控制冷却塔的冷却水流量和热泵蒸发器的流量比例,使得热泵的蒸发器的出水温度比三十二度还要低,确保冷水机组能够正常运行。热泵回收冷凝热的技术被广泛的应用于现有的空调系统改造中,但是其投资成本比较高,同时控制复杂,所以也会经常出现很多问题,影响利用的效果。
4、建筑中热回收技术的发展趋势
建筑经历了一个螺旋发展过程,由最原始的自然到机械,再由机械回归到自然,最后过渡到混合的模式。在初始阶段,没有机械手段,自然作为建筑最基本的方式。随后,随着机械方式出现以及大量学者对室内空气品质问题的研究,人们始追求“精准”的室内空气品质控制。自然由于容易受到室外条件影响,不易控制,不能满足人们“精准”的要求。相比较,机械能够在不受外界环境干扰的情况下,提供稳定的新风,确保室内空气品质和热舒适,因此,机械得到了应用。随着能源危机的出现,能耗问题成为了首要关注点。大量学者始研究与能耗之间的关系,提出了系统要兼顾节能的观点,指出自然具有显著的节能效益。为了减少建筑能源消耗,自然这一项古老的技术重新得到重视。与此同时,建筑节能技术得到了长远的发展,能量回收技术的出现为机械系统的应用带来了曙光。大量学者开始从理论与实验方面深入研究了热回收装置在建筑系统中的节能效益、计算方法等,并对其影响因素进行了全面的分析。热回收技术的应用极大的降低了建筑能耗,使机械的应用又成为了可能。近年来,部分学者提出了混合的方式,并对其设计方法、设计策略等进行了深入研究。由于混合兼顾了自然与机械的优点,近年来逐渐的被接受,并逐步应用到建筑系统。
19世纪80年代,我国外门窗气密性较差,门窗冷风渗透量大,仅仅依靠自然渗透的新风量就可满足室内人员卫生需求,同时围护结构耗热量较空气渗透耗热量大,建筑本体节能工作重点放在了改善建筑保温,建筑采用了自然,并一直沿用至今。实际上早在2000年就有学者对建筑机械系统进行了初步探讨,同时介绍了具有能量回收功能的机械系统,并指出建筑有组织的机械势在必行。2001年,有关学者就预见了建筑节能与室内空气品质之间的矛盾,并提出了在室内设置微量器的解决办法。随后若干年内,这方面的研究者很少。从2005年开始,我国建筑节能工作完成了第三部的任务,北方寒冷、严寒地区建筑采暖能耗得到了极大的降低。与此同时,部分学者通过实测发现了建筑气密性提高导致室内空气品质下降的问题。2007年之后,更多的学者在研究建筑气密性与建筑能耗之间的关系时,发现了同样的问题众多学者提出了各自的解决策略,分别为带热回收的机械系统、被动式器、混合系统。由于热回收装置可大量回收建筑排风余热,国内学者对热回收装置研究较多,研究方法以实验为主,对其换热理论、运行节能效果、影响因素进行了深入分析。
从上文的分析可知,国外对建筑策略的研究较多,我国研究尚处于初级阶段。
结束语:
随着社会的发展,能源问题越来越受到人们的关注,其直接影响着人们的生命安全和社会经济发展,所以我们必须加强对其研究,将建筑还未消耗的能源进行再次回收利用,,从而达到节能效果,满足人们的需求。
参考文献:
[1]高瑞平.浅析热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用[J].科技创业家,2013,23:9.
[2]李炎锋,贾衡,孙育英,李俊梅,王玲.建筑环境与设备工程专业建设智能建筑控制辅修课程体系的研究与实践[J].高等建筑教育,2007,01:79-84.
[3]张浩,兰信颖.热回收技术在建筑环境与设备中的应用[J].山西建筑,2007,21:272-273.
[4]刘建龙.现代科学技术对建筑环境与设备工程专业的影响与促进[J].株洲工学院学报,2004,02:98-101.
【关键词】 热回收技术;建筑环境;设备工程;应用
引言:
建筑工程在建设的过程中会消耗很多的能量,据相关的资料显示,其能耗在社会的各个行业中占据的非常的比例。社会的不断发展,也会大大增加能耗,从而严重影响到生态环境,直接危及到人们的生命安全。对于此情况,我们必须要采取先进的技术水平,从而使得建筑环境与设备工程中所消耗的能源得到一定的下降。
1、热回收技术研究现状
热回收技术中非常重要的部分是热回收装置,其能够进一步的实现新排风之间的热湿交换。因为在排风中会将一些热量回收,将其用于新风的加热中,从而降低进入室内的新风负荷,达到节能的效果。从热回原理上进行分类,可以分为
热回收技术的关键是热回收装置,热回收装置可以实现新排风之間的热湿交显热回收装置与全热回收装置,它们之间最大的区别是新排风之间的湿交换的实现问题。而对于热回收装置,因为构造不同,所以通常情况下将其分为了几种形式,包括板翅式、转轮式、热管式等,就目前的情况来看,最为常用的是转轮式与板翅式。
2、建筑物中各种热回收系统的结构及工作原理
在建筑工程中最为常见使用的设备是空调,当它正常运行的时候,会产生负荷,新风负荷所占比例一般为百分之二十以上,所以为了达到降低能耗的目的,通常情况下我们会通过热回收系统进行,将剩余的热量或者冷量进行排风中的新风的处理,为空调设备正常运行并且经济提供一定的保障。就目前的情况,热回收系统中所使用的设备主要有:转轮式全热换热器、板翅式全热换热器、热管式显热换热器以及中间冷媒式显热换热器等几种。它们工作的原理基本类似,以下是对其的分析。
2.1、转轮式全热回收器
转轮式(回转式)热交换器是一种蓄热蓄湿型的热交换器,它的主要构造原理及系统如图1所示。新风和排风分别在两个半部对向通过回转着的转轮转芯部分,转芯的制作材料主要是石棉纸、铝或其他材料,呈蜂窝状(其中波纹板的峰高大致在1.6mm~2.6mm),它蓄纯着从排风中获得的能量,当转向另一侧时,这些能量为新风所带走。石棉纸等基材上浸涂溴化锂吸湿剂,以使石棉纸等材料与空气之间不仅有热量交换,而且有湿交换,大大提高了热回收效率。
2.2、板翅式全热回收器
板翅式热交换器其结构由如图2a)所示的单体,另加外壳体组成。外壳体构造主要是薄钢板,它的上面有4个风管接口,为了方便单体的的安装和定位,但是在它的外壳体是没有设有定位导轨的。单体的组成主要是若干个波纹板交叉叠置。换热元件一般情况下会采用比较特殊的纸,类似于浸溴化锂的石棉纸等,其主要是能够起到一个传热和穿湿的作用,但是不透气,对于这些比较特殊的加工纸做成的板翅式热交换器是板翅式将其称为了板翅式全热交换器。如果材料是使用的铝板或钢板,然后将波纹板与隔板用焊接进行连接,没有进行无湿交换,就被称为板翅式显热交换器。
2.3、热管式显热回收器
热管式热交换器由若干根热管所组成。热交换器分为两部分,分别通过冷、热气流。热管是由两头密闭的金属管,内套纤维状材料的输液芯组成,抽真空后,充相变工质(如氨、甲醇等)。当热管的一端(冷凝端)受热后,管中的液体吸收外界热量迅速气化,在微小压差下流向热管的另一端,向外界放出热量后冷凝成为液体,液体借助于贴壁金属网的毛细抽吸力返回到加热段,并再次受热气化,如此不断循环,热量就从管的一端传向另一端。由于是相变传热,且热管内部热阻很小,所以在较小的温差下也能获得较大的传热量。
2.4、中间冷媒式显热回收器
中间冷媒式的基本原理非常的简单,并且属于非常经济的一种热回收系统。它主要是各使用一个气液换热器在新风和排风侧中,排风侧的空气流过的时候,会冷却系统中的冷媒。而在新风侧被冷却的冷媒再将冷量转移到进入的新风上,冷媒主要是在泵的作用下不断的进行循环。
3、热回收的发展现状及在建筑环境与设备工程中的应用`
随着社会的发展,科学技术水平得到很大的发展,越来越多的家用空调设备使用热回收技术,使得人们的生活质量得到很大提高,达到了节能环保的要求。
当冷水机组和热泵同时工作时,可以通过控制冷却塔风机的启停来控制冷却通过电动三通阀控制冷却塔的冷却水流量和热泵蒸发器的流量比例,使得热泵的蒸发器的出水温度比三十二度还要低,确保冷水机组能够正常运行。热泵回收冷凝热的技术被广泛的应用于现有的空调系统改造中,但是其投资成本比较高,同时控制复杂,所以也会经常出现很多问题,影响利用的效果。
4、建筑中热回收技术的发展趋势
建筑经历了一个螺旋发展过程,由最原始的自然到机械,再由机械回归到自然,最后过渡到混合的模式。在初始阶段,没有机械手段,自然作为建筑最基本的方式。随后,随着机械方式出现以及大量学者对室内空气品质问题的研究,人们始追求“精准”的室内空气品质控制。自然由于容易受到室外条件影响,不易控制,不能满足人们“精准”的要求。相比较,机械能够在不受外界环境干扰的情况下,提供稳定的新风,确保室内空气品质和热舒适,因此,机械得到了应用。随着能源危机的出现,能耗问题成为了首要关注点。大量学者始研究与能耗之间的关系,提出了系统要兼顾节能的观点,指出自然具有显著的节能效益。为了减少建筑能源消耗,自然这一项古老的技术重新得到重视。与此同时,建筑节能技术得到了长远的发展,能量回收技术的出现为机械系统的应用带来了曙光。大量学者开始从理论与实验方面深入研究了热回收装置在建筑系统中的节能效益、计算方法等,并对其影响因素进行了全面的分析。热回收技术的应用极大的降低了建筑能耗,使机械的应用又成为了可能。近年来,部分学者提出了混合的方式,并对其设计方法、设计策略等进行了深入研究。由于混合兼顾了自然与机械的优点,近年来逐渐的被接受,并逐步应用到建筑系统。
19世纪80年代,我国外门窗气密性较差,门窗冷风渗透量大,仅仅依靠自然渗透的新风量就可满足室内人员卫生需求,同时围护结构耗热量较空气渗透耗热量大,建筑本体节能工作重点放在了改善建筑保温,建筑采用了自然,并一直沿用至今。实际上早在2000年就有学者对建筑机械系统进行了初步探讨,同时介绍了具有能量回收功能的机械系统,并指出建筑有组织的机械势在必行。2001年,有关学者就预见了建筑节能与室内空气品质之间的矛盾,并提出了在室内设置微量器的解决办法。随后若干年内,这方面的研究者很少。从2005年开始,我国建筑节能工作完成了第三部的任务,北方寒冷、严寒地区建筑采暖能耗得到了极大的降低。与此同时,部分学者通过实测发现了建筑气密性提高导致室内空气品质下降的问题。2007年之后,更多的学者在研究建筑气密性与建筑能耗之间的关系时,发现了同样的问题众多学者提出了各自的解决策略,分别为带热回收的机械系统、被动式器、混合系统。由于热回收装置可大量回收建筑排风余热,国内学者对热回收装置研究较多,研究方法以实验为主,对其换热理论、运行节能效果、影响因素进行了深入分析。
从上文的分析可知,国外对建筑策略的研究较多,我国研究尚处于初级阶段。
结束语:
随着社会的发展,能源问题越来越受到人们的关注,其直接影响着人们的生命安全和社会经济发展,所以我们必须加强对其研究,将建筑还未消耗的能源进行再次回收利用,,从而达到节能效果,满足人们的需求。
参考文献:
[1]高瑞平.浅析热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用[J].科技创业家,2013,23:9.
[2]李炎锋,贾衡,孙育英,李俊梅,王玲.建筑环境与设备工程专业建设智能建筑控制辅修课程体系的研究与实践[J].高等建筑教育,2007,01:79-84.
[3]张浩,兰信颖.热回收技术在建筑环境与设备中的应用[J].山西建筑,2007,21:272-273.
[4]刘建龙.现代科学技术对建筑环境与设备工程专业的影响与促进[J].株洲工学院学报,2004,02:98-101.