節(jié)能建筑必不可少—熱回收系統(tǒng)

建筑能源管理系列

前言：熱回收系統(tǒng)是現(xiàn)代節(jié)能建筑中必不可少的一部分，無論是空氣，冷卻水還是制冷劑，廢棄的冷量及熱量都能得到有效回收，極大提升了建筑的能源效率。

 

節(jié)能住宅的標志性特征之一就是有著高效的熱回收裝置。其中最廣為使用的就是熱回收通風機（HRV）。HRV能夠清除陳舊的空氣，并用室外的經(jīng)熱回收預熱的新風代替直接導入空氣。與標準房屋相比，安裝了HRV的住房室內(nèi)空氣質(zhì)量更好，能耗更低。HRV原理非常簡單：帶有熱交換芯的氣密盒，當熱氣通過盒時，它會將熱量從室內(nèi)空氣傳遞到外部空氣。此外裝置中還裝有兩個風扇以鼓動空氣。

 

 

熱回收通風機HRV
 

在所有現(xiàn)代家庭中，通風都是必不可少的?？紤]到住房的能源效率，住房的密封性要比普通建筑物高，因此需要在整個房屋中分配新鮮空氣。中央通風系統(tǒng)從高濕度空氣區(qū)域（例如浴室和廚房）排出陳舊的室內(nèi)空氣，同時向起居區(qū)和臥室提供新鮮空氣。中央通風還提供了過濾器以去除外部空氣中的顆粒，過敏原和化學污染物。從而得到分布均勻，新鮮，干凈的空氣。

 

單純的通風會導致熱量（或冷量）的流失，使得空氣質(zhì)量與能源效率成為相互矛盾的兩方面。而HRV便能一定程度解決這個矛盾。高度氣密的結(jié)構(gòu)與中央通風系統(tǒng)相結(jié)合，可以通過傳遞出氣流中的熱量來預熱進入的空氣。換熱器可以吸收70％至95％的熱量，以減少加熱進入的空氣所需的能量。在較冷的氣候下，這尤其有價值。    

全熱回收通風ERV系統(tǒng)

全熱回收通風（ERV）是一種能量回收過程，它交換正常排出的建筑物或空間空氣中包含的能量，并使用它來處理（預處理）室外通風空氣。在較暖的季節(jié)，系統(tǒng)會先進行預冷和除濕，然后在較冷的季節(jié)進行加濕和預熱。

 

HRV和ERV在大多數(shù)氣候區(qū)中的表現(xiàn)都一樣好。但是，什么是熱回收通風設(shè)備（HRV）和和能量回收通風設(shè)備（ERV）之間的區(qū)別？主要區(qū)別在于，HRV僅在流出和流入的氣流之間傳遞空氣的溫度，即顯熱。但是空氣中總是含有一些水蒸氣，而水蒸氣也含有能量。ERV在傳入和傳出的氣流之間傳遞顯熱以及大量的水蒸氣，以及該蒸氣中的能量。由于ERV捕獲了這種額外的能量，因此其效率等級通常高于HRV。

 

可能你會有疑問，通風的目的不是為了除濕嗎？為什么要配備返回一些水蒸氣的設(shè)備？一些氣候非常干燥的地區(qū)，將受益于ERV的這一功能。比如在美國西部的許多內(nèi)陸地區(qū)可以使用。而在美國東南部，情況相反，但ERV仍然適用。這里，室內(nèi)空氣已被除濕，因此通風會引入相對濕度高得多的外部空氣。在這種情況下，ERV將濕度排回到室外，并有助于保持較低的室內(nèi)濕度。

 

這兩個例子似乎矛盾。在一種情況下，房屋內(nèi)保持濕度，而在另一種情況下，濕度被排出。但是，在這兩種情況下，水蒸氣都從較潮濕的空氣流向較不潮濕的空氣流躍過巖心，并返回到原來的位置。與基本物理學一致，水蒸氣從較高濃度移動到較低濃度。

其他熱回收系統(tǒng)

-       冷卻水熱回收系統(tǒng)

冷卻水水熱回收系統(tǒng)會重復利用冷卻過程產(chǎn)生的熱量，這些熱量原本會被冷卻塔或冷凝器排出。根據(jù)建筑系統(tǒng)及其相對負荷，回收的熱量可用于預熱低溫加熱熱水回路或服務(wù)熱水回路。這不僅減少了所需的加熱能量，而且還減少了用于排熱的冷卻塔風扇能量以及冷凝器泵能量。

 

 

-       制冷劑熱回收系統(tǒng)

制冷劑熱回收系統(tǒng)類似于冷卻水熱回收系統(tǒng)。這其中熱氣再熱（Hot-gas reheat）是十分有效的回收策略。熱氣再熱是通常在專用室外空氣系統(tǒng)（DOAS）中使用的常見熱回收類型。來自直接膨脹式冷卻盤管出口的熱氣繞過冷凝器，并用作自由再熱，以降低供氣（SA）的相對濕度（RH）并減少除濕模式下過冷的可能性。每當除濕占主導地位或需要使SA溫度保持中性時，例如在有恒定除濕負荷且空間設(shè)定點約為80°F的游泳館中，熱氣再熱都是一種有效的策略。專用泳池除濕機還可以將回收的熱量用于泳池加熱。