排风热回收系统在酒店项目中的应用.docx

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排风热回收系统在酒店项目中的应用

排风热回收系统在酒店项目中的应用

随着国家经济的高速发展，能源紧缺问题也随之而来，节能成为人们关注的焦点。

目前，我国民用空调耗能达到建筑总能耗的60%以上，空调能耗必将对我国的能源消耗造成长期、巨大的影响。

国家相应出台了一系列的法律法规和方针政策，从而规范了建筑节能设计的标准。

比较有代表性，适用于北京地区公共建筑的标准有：

《公共建筑节能设计标准（GB 50189-2005）》（国家标准）；《公共建筑节能设计标准（DB11687-2009）》（北京市地方标准）。

设计中必须遵守其中的强制性条文。

空调系统的节能措施很多，尤其是对空调排风能量的利用日益广泛。

排风的利用需要一种使室内排风与室外新风进行充分热湿交换的热回收装置，通过它回收排风中的热量或冷量。

下面以酒店项目为例，在满足全国及北京地方《公共建筑节能设计标准》的条件下，具体分析酒店项目中，排风热回收系统设计中的要点以及此举带来的节能功效。

一、设计概况

本酒店总建筑面积约4.2万平方米；建筑高度79米；地上19层，地下2层；地下主要用作后勤服务区及机电用房；地上1~4层包括酒店大堂、宴会厅、自助餐厅、中餐厅、日餐厅、游泳池、健身房、SPA区、按摩区、淋浴区以及美容美发区；酒店5~19层为酒店房间层，房间共306间。

空调系统根据不同区域的使用要求，分别采用各自的系统，详见下表：

空调系统汇总表

区域/房间

空调系统的类型

备注

中、日餐厅

风机盘管 + 新风 系统

自助餐厅

定风量系统

多功能厅、宴会厅、前厅

定风量系统

按摩区、美容美发

风机盘管 + 新风 系统

办公及会议室

风机盘管 + 新风 系统

酒店客房

风机盘管 + 新风 系统

SPA区、健身房

风机盘管 + 新风 系统

游泳池

定风量系统

设除湿热泵，泳池池岸及更衣室设地板采暖。

二、排风热回收系统设计分析

本项目中为满足酒店功能区内各房间的独立性，较为普遍的选用“风机盘管 + 新风”系统。

相关节能规范对此空调系统排风热回收的设置有明确要求，详见如下：

▲《公共建筑节能设计标准（GB 50189-2005）》第5.3.14条及其条文解释：

“建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时，宜设置排风热回收装置。

排风热回收装置（全热和显热）的额定热回收效率不应低于60%。

”

其中第2条符合本项目，即：

“设计新风量大于或等于4000m3/h的空气调节系统，且新风与排风的温度差大于或等于8℃。

”

▲《公共建筑节能设计标准（DB11687-2009）》第4.3.9.2条及其条文解释：

“全楼中采用房间冷/热末端设备加集中新风的空调系统，其设计最小总新风量≥40000m3/h时，应至少有相当于总新风量25%的排风设置集中排风系统，并进行排风热回收”（强制性条文）

从以上“国家标准”及“北京市地方标准”可以看出，“北京市地方标准”中设置热回收装置已列为强条，要求较“国家标准”严格。

对于不同种类的热回收装置，有其各自的特性，下面将分别介绍。

1、热回收装置的类型

A．转轮式换热器

转轮式换热器是通过新、排风交替逆向流过转轮来传热的。

转轮中间有清洁扇，本身对转轮有自洁作用，对转速可作控制，而且能使效率达到70%~80%以上。

可实现对全热或显热的热回收。

但转轮式换热器是两种介质转换，不能完全避免交叉污染。

因此流过的气体必须是无害物质，另外设备装置较大，占用较多面积和空间，接管固定，带传动装置，消耗一定的动能。

B．板式显热换热器

板式显热换热器结构简单，运行安全、可靠，无传动设备，不消耗动力，无温差损失，设备费用较低。

但其体积大，需占用较大建筑空间，接管位置固定，欠缺灵活性，传热效率较转轮式低。

C．板式全热换热器

板式全热换热器的原理与一般的板式换热器原理一样，不同处在于全热型的采用了经过特殊加工的纸张为基材，并对其表面进行特殊处理后制成单元体粘结在隔板上。

当隔板两侧的气流之间存在温度差和水蒸气分压力差时，两股气流之间将产生热湿交换，从而实现全热回收，但是热效率低于转轮式换热器。

其他性能与板式显热换热器相同。

D．乙二醇式换热器

在新风与排风侧，分别使用一个气液换热器，排风侧的空气流过时，对系统中的液体进行加热或冷却；而新风侧被加热或冷却的冷媒将热量或冷量传递给进入的新风，液体在泵的作用下不断地循环。

新风与排风不会产生交叉污染，供热侧与得热侧之间通过管道连接，管道可以延长，布置灵活方便，但是需配置循环泵，存在动力消耗，通过中间液体输送，温差损失大，换热效率低，一般40%~50%之间。

E．热管式换热器

热管式换热器是一种借助工质（如氨、氟里昂-11、氟里昂-113、丙酮、甲醛等）的相变进行热传递的换热元件。

在排风和新风管路上装置热管，通过工质的相变将热量从排风传递给新风。

这种热回收装置无需动力消耗。

可应用于排风有污染的场所，但需借助另一介质的相变来传递热量，传递效率较低。

由于其防冻性能好，适用于严寒地区。

热回收换热器性能对比表

换热器类型

效率

设备

费用

维护

保养

占用

空间

交叉

感染

自身

耗能

接管

灵活性

抗冻性

辅助

设备

转轮式

高

高

中

大

有

少

差

差

无

板式显热式

较高

低

中

大

无

无

差

中

无

板式全热式

较高

中

中

大

有

无

差

中

无

热管式

低

中

易

小

无

无

中

好

无

乙二醇式

低

低

难

中

无

多

好

中

有

结论：

每种设备都有其特点，使用条件各异。

在设计中应根据不同功能区的特点及要求，综合比较后“择优选用”最适合的热回收装置。

2、热回收装置的选用

对于酒店项目，需按不同功能区的要求分别选用适合的热回收装置，下面具体分析：

A．中、日餐厅

中、日餐厅各自单独运营，为其单独设置新风机组。

新风由主管引致各自包间及公共区。

相应配置集中排风系统，新、排风比为1：

0.8。

选用热回收装置以效率高为宜，故转轮式及板式入选。

但考虑就餐区有人员吸烟情况发生，包房内此种情况更为严重，排风中存在有害物质，不能与新风接触，否则将造成交叉污染。

所以，选用板式显热换热器。

它可以有效的隔绝新风与排风，避免交叉污染。

B．按摩区及美容美发区

因为按摩区及美容美发区运营时间一致，且统一管理，所以采用一套新风处理系统负担。

此区域的空气质量不佳，需维持微负压。

所以新、排风比定为1：

1.25。

考虑排风的空气质量因素，为避免新、排风交叉污染，选用板式显热换热器。

C．SPA区

本区域内存在水汽，需维持微负压。

所以新、排风比定为1：

1.25。

考虑空气质量可接受，并且室内存在大量的潜热资源，故选用效率较高的转轮全热换热器，对热、湿能量同时回收。

D．酒店客房

由5至19层为酒店客房层，共有客房306间，客房内新风量标准为：

100m3/h·间；走廊面积160m2，层高2.4m，新风标准为720 m3/h·层。

各酒店客房的卫生间配排气扇，排气量为90m3/h·间，并设有集中排风系统。

通过计算得：

总新风量 = 客房新风 + 走廊新风 = 100×306 + 720×15= 41400 m3/h

总排风量 = 客房排风 = 90×306 = 27540 m3/h

总新风量÷总排风量 = 41400 m3/h÷27540 m3/h = 1÷0.67

故，新、排风比为1：

0.67。

由于客房层数较多，故竖向将新风及排风系统分为上、下两个系统。

设备层新、排风设备负担5~11层客房；屋顶层新、排风设备负担12~19层客房。

因为客房卫生间的排风比较集中，其排风量在一定长的时间内比较稳定，采用热回收换热器比较适合。

但考虑卫生间排风已受污染，不满足卫生要求，为避免与新风的交叉污染，影响空气质量，所以选用板式显热换热器。

但由于设备层层高所限，无法满足热回收设备高度要求，起初考虑采用乙二醇式换热器，降低设备高度以满足安装要求，但其热回收效率过低导致最终废弃此方案。

所以，仅且上半区选用板式显热换热器。

此举不影响北京地区节能规范中对设置集中排风系统强条规定。

结论：

①作为酒店功能区，应根据不同区域的要求，以及建筑层高、机房面积等因素，综合考虑热回收设备的选用。

②排风的卫生质量是决定采用全热或显热回收装置的首要因素。

③酒店客房层所需新风量占总新风量的比重较大，必须对此部分的大量新风进行热回收处理，否则不能满足北京地区节能规范强制性条文。

④排风热回收装置并不是所有系统都要选用，要根据具体情况，如新风量的标准、工程预算、以及新排风比是否满足热回收装置的基本要求等。

3、热回收装置的节能效果

以本酒店客房板式显热换热器冬季工况为例，分析热回收装置的节能效果。

冬季室外设计参数：

干球温度tw=-12℃，相对湿度φ=45%，焓值iw=-10.6kJ/kg；

室内设计参数：

干球温度tn=20℃，相对湿度φ=40%，焓值in=35.1kJ/kg；

板式显热换热器冬季处理空气过程详见如下：

新风量及排风量：

12~19层客房上半区新风量：

Gw = 100×165 + 720×8= 22260 m3/h

12~19层客房上半区排风量：

Gp = 90×165 = 14850 m3/h

取板式显热换热器的效率为70%，考虑新、排风比（1：

0.67）因素，实际热回收为η = 70%×0.67 = 0.47%

则，经过热回收器后的送风温度：

ts = tw－（tw － tn）·η=-12-（-12 - 20）×0.47 = 3.04℃

由，新风负荷公式：

Qw = Gw · Cp·（tn-tw）（Cp为空气定压比热容）

则，未采用热回收的新风负荷：

Qw  = Gw · Cp·（tn-tw）= 22260×1.2÷3600×1.01×[20-（-12）]=240kW

采用热回收的新风负荷：

Qw′= Gw · Cp·（tn-ts）= 22260×1.2÷3600×1.01×（20-3.04）=127kW

显热回收量为：

⊿Q = Qw - Qw′= 240 - 127 = 113 kW，占原有显热的47%。

结论：

由以上计算可见，采取热回收装置节能效果明显，可以大大降低空调能耗。

三、排风热回收装置的改进

热回收装置在空调节能方面有着巨大贡献，但同时也应意识其技术上的不完善，如：

如何提高热管、乙二醇换热器的效率；如何改善转轮式换热器排风与新风的交叉污染；如何解决转轮式、板式换热器体积过大等问题。

希望排风热回收设备的性能有所突破，更好的服务于空调节能。

小  结

对于酒店项目，排风热回收系统的适用范围非常广泛，涉及餐厅、会议室、SPA、按摩以及客房等等具备大量新风需求的功能区。

合理的采用排风热回收系统是解决酒店项目舒适性与耗能之间矛盾的最佳之举。

比如：

是否满足节能规范的强条；是否选用最适合的热回收装置类型；是否有充足的空间及面积用于设备摆放；是否满足初投资要求。

只有深入了解项目的方方面面，才能优化设计，为国家“节能降耗”贡献出微薄之力！