乙二醇熱回收系統節能初探

技術(shù)交流 tioring制冷空調 &Elecnney與電力機械乙二醇熱回收系統節能初探黃益偉1,歐翔2,宮玖兵1(1.華東建筑設計研究院有限公司上海20000;2中國石化集團上海工程有限公司上海200120摘要:介紹了一種節能方式——乙二醇熱回收系統在空調系統中的應用,闡述了此系統的工作和節能原理并以某工程為例對此系統進(jìn)行了節能和經(jīng)濟性分析經(jīng)分析后認為增設乙二醇熱回收系統不但可節省運行費用而且不需增加空調系統初投資在空調節能方面具有廣闊的應用前景。關(guān)鍵詞:乙二醇熱回收;運行費用;初投資中圖分類(lèi)號:TU83文獻標識碼B文章編號:1006-8449(2006)03-0051-030引言目前我國的能源形勢相當嚴峻。我國已探明的保證無(wú)交叉污染具有安裝方便受空間限制小等優(yōu)點(diǎn)。煤炭?jì)α恐徽际澜鐑α康?1豫原油占2.4豫天然氣1.2乙二醇熱回收系統工作原理僅占1.2豫而我國人口占世界總人口的20豫,且已成為僅次于美國的第二大能源消費國。隨著(zhù)人民生活水乙二醇熱回收系統是以乙二醇溶液為媒介把排平的提高建筑能耗增長(cháng)迅猛。我國的建筑能耗約占風(fēng)中的能量轉移到新風(fēng)中從而減少了處理新風(fēng)所需全國總用能量的1/4空調能耗占建筑總能耗的60%耀的能量達到節能目的。在現代民用建筑中因空間緊7%因此降低建筑能耗尤其降低空調能耗是緩解張使得如板式熱回收裝置等的應用受到限制而乙二國家能源緊張形勢實(shí)現可持續發(fā)展的重要措施。醇熱回收系統可以使新風(fēng)空調箱和排風(fēng)機的安裝位置采用乙二醇熱回收系統是一種降低空調能耗、節不受限制以乙二醇溶液為媒介進(jìn)行能量交換解決了約能源的好方法。民用建筑空間緊張和節能的矛盾。乙二醇熱回收系統工作原理如圖1所示。夏季工1乙二醇熱回收系統原理況時(shí)乙二醇溶液泵1開(kāi)啟當乙二醇溶液流過(guò)帶熱回收盤(pán)管的排風(fēng)機4時(shí)因排風(fēng)溫度低于乙二醇溶液的1.1空調系統常用熱回收方式溫度使乙二醇溶液溫度降低,顯熱被乙二醇溶液吸當前空調系統常用的幾種熱回收方式比較,詳見(jiàn)收排風(fēng)溫度升高后排出室外當低溫的乙二醇溶液流表1經(jīng)新風(fēng)空調箱3時(shí)因新風(fēng)溫度高于乙二醇溶液的溫表1幾種熱回收方式比較度,乙二醇溶液溫度升高,項目板式轉輪乙二醇熱回收使新風(fēng)溫度降低溫度升高回收效率最高可達70%最高可達85%最高可達45%后的乙二醇溶液再流過(guò)帶熱回收類(lèi)型顯熱全熱顯熱熱回收盤(pán)管的排風(fēng)機4如污染很少難以避免無(wú)交叉污染此循環(huán)乙二醇溶液把排風(fēng)安裝不方便不方便方便其它體積大送排風(fēng)必須集中在一起體積小送排風(fēng)必須集中在一起送排風(fēng)能夠完全分開(kāi)中的冷量轉移到新風(fēng)中。冬季工況時(shí)乙二醇溶液通過(guò)上述各種熱回收方式各有優(yōu)缺點(diǎn)設計時(shí)需針對與夏季工況相同的循環(huán)過(guò)不同的建筑物類(lèi)型和送排風(fēng)形式選用相應的熱回收方程把排風(fēng)中的熱量轉移到新風(fēng)中式。乙二醇熱回收空調系統雖然回收效率稍低,但能1.3乙二醇熱回收系統熱回收量計算制冷空調R與電力機械& ng技術(shù)交流Fahu-13-1(風(fēng)量為58000m/h)經(jīng)處理后通過(guò)管弄分別送入部分排風(fēng)經(jīng)管弄由置于屋頂的風(fēng)機箱PF-132(風(fēng)量為40000m/h)排出室外。新風(fēng)空調箱集中置于空調機房?jì)?排風(fēng)機集中置于排風(fēng)機房?jì)??？照{機房和排風(fēng)機房相距30m而且其間的通道很狹窄。板式和轉輪式熱回收系統均不適合安裝。乙二醇熱回收系統原理圖如圖3辦公室和商場(chǎng)圖1乙二醇熱回收系統原理示意圖兩套熱回收裝置共用一套閉式膨脹水箱。1-乙二醇溶液泵2一定壓裝置3帶熱回收盤(pán)管新風(fēng)空調箱4—帶熱回收盤(pán)管的風(fēng)機t一室外新風(fēng)干球溫度室外新風(fēng)經(jīng)熱回收盤(pán)管后的干球溫度t一室內排風(fēng)干球溫度t一室內排風(fēng)經(jīng)熱回收盤(pán)管后的干球溫度夏季工況時(shí)當乙二醇溶液經(jīng)過(guò)排風(fēng)機盤(pán)管排風(fēng)溫度上升乙二醇溶液溫度降低再經(jīng)過(guò)新風(fēng)空調箱盤(pán)圖3辦公和商場(chǎng)乙二醇熱回收系統原理圖管時(shí)新風(fēng)溫度降低夏季工況以排風(fēng)溫升的能量來(lái)計算熱回收的能量。同理冬季則以新風(fēng)溫升的能量來(lái)計夏季及冬季設計工況下熱回收值見(jiàn)表2算熱回收的能量。表2夏季及冬季設計工況下熱回收值Q越C/3600(1)式中一熱量回收值kW;熱回收效率濁設備風(fēng)量溫差駐熱回收Q序號設備編號季節C一為空氣的比熱容,可近似取值%m/h服務(wù)區域kW1P-13-3夏季40400064辦公室851.0kkg益)2FAHu-13-1冬季45580011.7辦公室226.2夏季為排風(fēng)機箱的風(fēng)量冬季為3PF-13-2夏季41650005.6商場(chǎng)120.3新風(fēng)空調箱的風(fēng)量mh;4FAHu-13-23冬季46000012商場(chǎng)3189籽為空氣的密度可近似取值2.2初投資分析1.2kg/m;駐一夏季為排風(fēng)溫度差冬季為新風(fēng)溫度差。分析乙二醇熱回收的空調系統費用,可得出如下幾點(diǎn)結論:2乙二醇熱回收系統經(jīng)濟性分析(1)采用乙二醇熱回收系統商場(chǎng)和辦公室夏季設計工況下可回收的冷量為85kW20.8kW越05.8kW,2.1工程實(shí)例介紹約17.7伊0 kcal。直燃型(天然氣)溴化鋰主機容量本文以南京某工程為例進(jìn)行經(jīng)濟性分析。該工程可相應減小(直燃型溴化鋰主機的價(jià)格按照774元kW地下2層地上13層,空調面積32240m。地下1層計算)為小吃餐飲地上1耀層為商場(chǎng)采用新風(fēng)加風(fēng)機盤(pán)(2)可節省冷卻水量為70.8t/h冷卻塔容量可相管空調系統。4耀3層為甲級辦公室采用全空氣變風(fēng)應減小(冷卻塔的設備價(jià)格按照250元/h計算)量空調系統。(3)冷水泵冷卻水泵熱水水泵的型號可相應減2耀層商場(chǎng)的新風(fēng)由置于屋頂的兩臺新風(fēng)空調箱小。冷熱水管路及保溫材料也可相應減小。FAHU-13-23(風(fēng)量為40000m/h)經(jīng)處理后通過(guò)管弄(4)帶乙二醇熱回收系統的新風(fēng)空調箱和排風(fēng)機分別送入;部分排風(fēng)經(jīng)管弄由置于屋頂的風(fēng)機箱PF-的設備價(jià)格相應增加。13-1(風(fēng)量為65000m/h)排出室外。(5)需增加乙二醇熱回收系統的輔助設備(水泵、4耀3層辦公室的新風(fēng)由置于屋頂的新風(fēng)空調箱銅管、保溫材料、閥門(mén)、乙二醇溶液等)參照該工程的預技術(shù)交流 RefrigrationAircancitoring制冷空調與電力機械算本工程采用乙二醇熱回收系統增加及節省的費用(2)辦公室乙二醇熱回收系統工作的時(shí)間范圍見(jiàn)表3及表4為8頤耀7;商場(chǎng)乙二醇熱回收系統工作的時(shí)間范圍為9耀1頤表3乙二醇熱回收系統需增加的費用根據以上條件由公式(1)及南京市煤氣公司提供序號項目增加費用元的天燃氣價(jià)格和溴化鋰機組的天燃氣耗量,可計算出1兩系統新風(fēng)空調箱和排風(fēng)機設備差價(jià)197625乙二醇熱回收系統全年可節省的熱回收值和費用見(jiàn)2需增加輔助設備(水泵、銅管、保溫材料、60000表5。閥門(mén)、乙二醇溶液等)及其安裝費用3總計據南京市供電局提供的商業(yè)用電價(jià)格和水泵全年257625運行的小時(shí)數及水泵的用電功率,采用乙二醇熱回收系統水泵全年運行所需費用見(jiàn)表6表4乙二醇熱回收系統節省的費用表5中“節省的費用”減去表6中所需電費”即采用乙二醇熱回收序號項目費用元1節省直燃型(天然氣)溴化鋰主機容量的費用205.8kW×774元/W系統全年運行節省的費用為123935=159300元,可見(jiàn)乙二醇熱回收系統運行1a2節省冷卻塔容量的費用70.8t/250元/t/h=17700節省的費用很可觀(guān)。3節省冷水泵冷卻水泵熱水水泵容量的費用600004節省冷熱水管路及保溫材料的費用30002670003乙二醇熱回收系統設計及應5總計用中應該注意的問(wèn)題由表3及表4可知采用乙二醇熱回收系統不僅(1)應通過(guò)計算整個(gè)系統的阻力選擇合適的乙二不需增加初投資反而可以減少初投資。醇泵以避免水泵能耗的增加。2.3全年運行費用分析(2)整個(gè)系統的定壓和補液應選擇閉式膨脹箱以根據南京室外干球溫度資料,對全年8760h的熱避免乙二醇的揮發(fā)和空氣污染管路系統。(3)為了達到充分的熱交換管路內乙二醇溶液的回收量進(jìn)行逐時(shí)計算。計算條件如下:流速宜控制在1ms左右。(1)夏季工況時(shí),當室外干球溫度逸26益時(shí),開(kāi)啟(4)如果工程中采用一對二的熱回收方式應盡量乙二醇溶液泵進(jìn)行熱回收冬季工況時(shí),當室外干球做到每臺設備的系統阻力相同。溫度臆19益時(shí)開(kāi)啟乙二醇溶液泵進(jìn)行熱回收。(5)排風(fēng)側的熱回收盤(pán)管必須有凝水盤(pán)和冷凝表5乙二醇熱回收系統全年運行時(shí)節省的費用水排水系統,以便于冬季熱回收值節省天燃氣量天燃氣價(jià)格運行時(shí)間節省費用冷凝水的排放。序號設備編號季節kWmh元/mh服務(wù)區域4474元1f-13-3夏季203352033.52.2辦公室9292FAHu-13-1冬季17078118785.92.2辦公室1753413294結語(yǔ)3PF-13-2夏季4004400442.2商場(chǎng)11618810(1)采用乙二醇熱回4Fahu-13-23冬季30837633921.42.2商場(chǎng)2325746275合計129240收系統既可節省初投資,也可節省運行費用。(2)相對于轉輪式和表6水泵全年運行所需費用板式熱回收系統,乙二醇序號設備編號熱回收值水泵功率電費運行時(shí)間所需電費熱回收系統更適合排風(fēng)和kwkw元wh服務(wù)區域送風(fēng)距離較遠的場(chǎng)所。1PF-13-3夏季2033540.86辦公室929799(3)乙二醇熱回收技2FAH-13-1冬季1707814086辦公室17531508術(shù)在工程中的大力推廣是3PF-13-2夏季4004440.86商場(chǎng)11619984FAHU-13-23冬季3083764086商場(chǎng)23252000可行的也是必須的5合計5305(下轉第79頁(yè))技術(shù)交流 ancitioring制冷空調 &Eleey與電力機械熱泵系統按冬季平均能效比2.2估計用電量約14.7僅使系統各項參數得到了有效的控制、系統可靠運行,萬(wàn)kWh,總電費為6.7萬(wàn)元,比電鍋爐蓄熱系統低5而且使冰蓄冷系統實(shí)現了自動(dòng)化的經(jīng)濟運行,冰蓄冷萬(wàn)元占鍋爐總用電費用的比例很小。的經(jīng)濟效益得到了發(fā)揮。(5)電鍋爐用于采暖運行費用比風(fēng)冷熱泵高但是4結語(yǔ)在類(lèi)似南寧這樣亞熱帶的氣候環(huán)境中,采暖費用占總醫院蓄能設備分冰蓄冷和電鍋爐兩部分運行總電費比例較小考慮到電鍋爐采暖環(huán)保、運行可靠、控結如下:制簡(jiǎn)便選用電鍋爐是合適的。(1)在醫院這樣全天具有負荷的場(chǎng)合由于依然存廣西自治區人民醫院的改造是自治區政府的重點(diǎn)在空調負荷高峰與低谷差異冰蓄冷系統節約運行費工程其供冷供熱系統采用電力蓄能技術(shù)是目前廣用效果明顯。西最大的電力蓄能項目,為了促進(jìn)電力蓄能技術(shù)產(chǎn)品(2)在目前分時(shí)電價(jià)峰谷差距較小的情況下(豐水在廣西的推廣更好地開(kāi)拓電力市場(chǎng)改善現有的能源期2.26:1枯水期1.6:1)通過(guò)合理配置蓄能設備把消費結構鼓勵客戶(hù)首選電能這一清潔能源廣西電網(wǎng)握系統科學(xué)運行的時(shí)間冰蓄冷空調依然可以獲得較公司在2002年就下文確定該項目為廣西電力蓄能項好的經(jīng)濟性。目推廣示范工程。(3)冰蓄冷空調使用靈活在過(guò)渡季節、部分病房或特殊場(chǎng)合使用空調時(shí)僅由融冰供冷,節能、節費效參考文獻:果明顯。1]葉水泉冰蓄冷空調技術(shù)在區域供冷系統中的應用[A]世界工程師大會(huì )論文集[C.2004(4)蓄冷系統開(kāi)機后瞬時(shí)融冰降溫迅速性能較穩范慶陳永國暖通空調年會(huì )論集C20林儀征鏡湖花園大型住宅小區蓄能中央空調和蓄熱生活定空調效果滿(mǎn)意度高控制系統發(fā)揮了核心作用不熱水系統[A]中作者簡(jiǎn)介:陸斌(1972-)女廣西都安人工學(xué)學(xué)士工程師主要負責電力營(yíng)銷(xiāo)分析、需求側管理工作。(上接第53頁(yè))參考文獻:5]中國氣象局氣象信息中心氣象資料室清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系典1]陸耀慶等實(shí)用供熱空調設計手冊[M北京中國建筑工業(yè)出版社,型氣象年逐時(shí)氣象數據集[A]中國建筑熱環(huán)境分析專(zhuān)用氣象數據集1994[M].北京中國建筑工業(yè)出版社2005.[2]劉傳聚等.乙二醇熱回收空調系統的節能分析暖通空調2001,(8)收稿日期:2006-03-13[4]陸震.以制冷節能促進(jìn)可持續發(fā)展]制冷技術(shù),2005(3)修回日期2006-04-04 Study on Saving Energy of a Glycol Heat Recovery System HUANG Yi-wei', OU Xiang, GONG Jiu- bing' (1.East China Architectural Design and Research Institute Ca. Ltd Shanghai 200002 China 2.Sinopec Shanghai Engineering Ca Ltd Shanghai 200120 China ; Abstract: Presented a method of saving energy-a glyco heat recovery system in air-conditioning system. Expounded the operation and energy-saving principles of the system. Analysed the economical characteristics in an engineering example. The results demonstrate that the glycd heat recovery system is not only operation cast saving but also no need to increase total initial investment of air-conditioning system. So the method has a broad application praspect in the field of air-conditioning energy saving. Key words: glycol heat recovery system; operation cost; initial investment作者簡(jiǎn)介:黃益偉(1973-)男學(xué)士,工程師主要從事暖通設計工作歐翔1974)男學(xué)士工程師主要從事暖通設計工作;宮玖兵(1978)男碩士研究生工程師主要從事暖通設計工作。