健康的空调和板式交换器

2019-3-19 10:21:12点击:

2003年出现的SARS疫情,使我们人类的健康面临严峻的挑战,2009年又爆发了猪流感,于是关于人居环境的空气品质问题多有讨论,提出健康空调是今后空调的发展方向。

  但究竟什么是健康的空调和板式交换器,怎样去实现健康舒适的空调,关于这个问题,舒适100也进行了一些分析,指出全空气系统是最佳的空调系统,它可以实现对建筑热湿控制及空气品质的全面控制,同时也为充分利用自然资源,进行全新风运行提供条件。

  加大新风量是实现良好空气品质的最好方法,只从空气品质的角度来说,进行全新风运行的空调系统才是最好的系统,可是由此带来的能量消耗确实是非常大的。根据武汉的气象资料计算,当室内设计值在26℃,60%时,对于公共建筑,处理1m3/h新风量,整个夏季需要投入的冷能能耗累计约9.5kw·h左右。可见加大新风量后,能量消耗就有很大增加。因此,需要在新风与排风之间加设能量回收设备。

  1 目前市场上的能量回收设备有两类:

  一类是显热回收型,一类是全热回收型。显热回收型回收的能量体现在新风和排风的温差上所含的那部分能量;而全热回收型体现在新风和排风的焓差上所含的能量。单从这个角度来说,全热性回收的能量要大于显热回收型的能量,这里没有考虑回收效率的因素。因此全热回收型是更加节能的设备。

  按结构分,热回收器分为以下几种:

  (1)回转型热交换器

  (2)热回收环热交换器

  (3)热管式热交换器

  (4)静止型板翅式热交换器

  在以上几种热交换器中,热回收环型和热管型一般只能回收显热。回转型是一种蓄热蓄湿型的全热交换器,但是它有转动机构,需要额外的提供动力。而静止型板翅式全热交换器属于一种空气与空气直接交换式全热回收器,它不需要通过中间媒质进行换热,也没有转动系统,因此,静止型板翅式全热交换器(也叫固定式全热交换器)是一种比较理想的能量回收设备。

  2 固定式全热交换器的性能

  2.1 固定式全热交换器

  固定式全热交换器是在其隔板两侧的两股气流存在温差和水蒸气分压力差时,进行全热回收的。它是一种透过型的空气——空气全热交换器。

  这种交换器大多采用板翅式结构,两股气流呈交叉型流过热交换器,其间的隔板是由经过处理的、具有较好传热透湿特性的材料构成。

  2.2 三种效率的定义

  全热交换器的性能主要通过显热、湿交换效率和全热交换效率来评价,它们的计算公式为:

  显热交换效率: SE=

  湿交换效率: ME=

  全热交换效率: EE=

  其中:Gmin——质量流量小的一侧的空气流量

  i1、i2——分别为两侧空气入口的焓值

  t1、t2——分别为两侧空气入口的温度

  ——分别为两侧空气入口的焓值

  cp ——质量流量小的一侧的空气的比热

  对效率定义的表达式很多,但最本质的定义还是上述对效率的表达式。这三种效率最本质的定义都是:实际交换的量(热量或者湿量)与可能达到的理想的最大的交换量的比值。

  2.3 效率的影响因素

  对全热交换器的效率有以下影响因素:

  (1)所用材质的热物性参数

  (2)隔板两侧空气的进风参数(包括:风量、速度、温度、相对湿度等)

  在上述的第二个因素中,新风的热力参数,也就是室外的气象条件,对全热交换器的效率也是影响很大的。

  材质的热物性参数以及室外气象条件对三种效率的影响,这两种因素对潜热效率的影响要比对显热效率的影响明显。

  从能耗的角度分析了全热交换器在武汉的使用情况,指出气候条件越潮湿,全热交换器比显热交换器更有优势,并得出武汉的潜热回收效率在一年中的大部分时间保持在60%的结论。

  关于效率的影响因素,得出下列结论:

  (1)静止型板翅式全热交换器的显热效率和潜热效率取决于材质的热物性参数、平隔板两侧的界面风速和风量比,而与进风参数无关。

  (2)用纤维性多孔质基材制成单元体的全热交换器在传递能量和湿量时,温度效率与基材的工艺处理无大关系,而潜热交换效率主要由材质的透湿特性决定。

  (3)在显热效率不等于潜热效率时,全热效率与进风的温湿度条件有关。

  3 固定式全热交换器的关键问题固定式全热交换器性能的高低,除了与使用地区的气候条件有关外,主要取决于所用材质的热物性能的好坏。

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