全热换热器的应用分析与研究进展情况

摘要：分析了全热换热器的种类、特点及应用现状。探讨了板翅式换热器的研究进展,介绍了OxyCell换热器的工作过程及特点。
空调系统的节能已是当务之急,降低空调系统的能耗对于减少建筑能耗、缓解当前电力紧张、优化能源结构及保护环境等都具有非常重要的意义[1]。其中,利用全热换热器是空调系统节能的有效措施。本文对全热换热器的应用现状及研究进展进行分析。

1　全热换热器的种类和特点

①　转轮式换热器

转轮式换热器技术较成熟,具有高效、自净、适用面广的优点。但其体积较大,位置固定,阻力较大,有交叉污染[2]。由于转轮式换热器自身运动部件需要消耗一定能量及结构固有的缺陷,空气泄漏 和芯体污染问题仍无法解决,因此影响了它的综合性能。

②　板翅式换热器

板翅式换热器由于无运动部件,不存在空气泄漏和芯体污染问题,已成为西方工业发达国家的研究重点。板翅式换热器结构见图1。隔板为亲水性材料,具有良好的传热和透湿性,且不透气。当隔板两侧气流之间存在温差和水蒸气分压差时,两侧气流之间进行传热和传质。板翅式换热器具有传热效率高、结构紧凑、轻巧牢固、适应性强、经济性好的优点。但其阻力较大,密封垫片的结构需进一步完善[3]。

2　全热换热器的应用现状

增大新风量是改善室内空气品质最直接有效的方法之一。新风量的增大虽然可显著改善室内空气品质,但也导致新风负荷增加,使提高室内空气品质与空调节能之间的矛盾更加突出。



全热换热器是一种高效的节能产品,它可利用 排风中的冷(热)量预冷(热)新风,在新风进入室内或表冷器前,降低(提高)新风比焓。全热换热器的 使用可有效降低空调系统的负荷,提高空调系统的运行效率,减小空调设备装机容量,节省空调系统的运行费用。全热换热器有效地解决了提高室内空气品质与空调系统节能之间的矛盾,在空调系统节能领域中具有不可替代的重要作用。

我国相继在有关规范中对在空调系统中使用能量回收装置进行了规定。但对几座大城市的集中式空调系统进行调查发现,绝大多数没有安装全热换热器等能量回收装置,导致排风中冷(热)量的浪费。一些安装了能量回收装置的空调系统由于运行和管理不当,未能达到节能效果,新风处理能耗仍相当大[4]。

在西方发达国家,全热换热器已被广泛应用于 各种类型的空调系统中。全热换热器被美国能源部2001年4月出版的《商业建筑能耗手册》列为美国当今和未来最有经济优势的15项暖通空调节能技 术之一,作为一种重要的节能产品在全美范围内推广[5]。在我国,全热换热器一直未能得到推广和普 及,其原因主要为:①国产全热换热器的热湿交换材料性能不佳,但价格不菲。②迎面风速对传统芯材 的影响很大,通常需将迎面风速控制得很低时,才能使全热换热器的热回收率达到相关规范中规定的下限。因此,产品体积庞大,安装受到限制。③由于缺乏全热换热器节能分析软件,设计者无法评价使用全热换热器的经济性和节能性,限制了其发展。④ 与常规空调系统相比,全热回收系统更复杂,不但要求设计者全面了解全热换热器的结构、性能、尺寸,而且要处理好新风、回风、排风和送风的关系。由于大多设计者对全热换热器没有全面认识和深入了解,不少设计者不选用全热换热器。

因此,应开发性能优良的热湿交换材料,研制适应我国气候特点的高效全热换热器。进一步加强全热换热器在空调系统中的应用研究,优化使用全热换热器空调系统的设计方法,并加强全面评价全热换热器在空调系统中的节能作用。

3　板翅式换热器的研究进展

①　板翅式换热器性能优化的理论实验研究。