排风冷热量回收系统的配置

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排风能量回收是建筑节能的手段之一，在室内外有较大温差（或比焓差）以及有较多新风量需求的场合，如果配置适当，确实可以取得一定的节能效益。

一、国标要求

1. 4.3.25条款

GB50189—2015《公共建筑节能设计标准》第4.3.25条有下列规定：“设有集中排风的空调系统技术经济比较合理时，宜设置空气-空气能量回收装置。”

在条文说明中提到“空气-空气能量回收过去习惯称为空气热回收。空调系统中处理新风所需的冷热负荷占建筑物总冷热负荷的比例很大，为有效地减少新风冷热负荷，宜采用空气-空气能量回收装置回收空调排风中的热量和冷量，用来预热和预冷新风，可以产生显著地节能效益。”

同时也提到“在进行空气能量回收系统的技术经济比较时，应充分考虑当地的气象条件、能量回收系统的使用时间等因素。在满足节能标准的前提下，如果系统的回收期过长，则不宜采用能量回收系统。”

并提供了《常用空气热回收装置性能和适用对象》表，如下：

2. 4.3.26条款

第4.3.26条还有下列规定：“有人员长期停留且不设置集中新风、排风系统的空气调节区或空调房间，宜在各空气调节区或空调房间分别安装带热回收功能的双向换气装置。”

 

3. 小结

这说明，GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》对于设有独立新风和排风的系统，以及有人员长期停留但不设置集中新风和排风系统的空调房间，提倡技术经济比较合理时，配置不同形式和标准的排风能量回收系统，但并不是强制的。

 

二、地方标准

第一个将配置排风能量回收系统列入强制性条文的，是北京市DBJ01-621—2005《公共建筑节能设计标准》（现为DB11/687-2015版本）。

1. 设置规定

其第4.4.11条（强条）规定：全楼中采用对室内空气进行冷/热循环处理的末端设备加集中新风的空调系统，其设计最小新风总送风量大于等于40000m³/h时，应有相当于总新风送风量至少25％的排风设置集中排风系统，并进行能量回收。当不满足时，应进行空调系统节能权衡判断，权衡判断计算的最终结果必须符合本标准第4.7.2条规定的节能要求。

 

其4.4.12条（强条）规定：全空气直流式集中空调系统的送风量大于等于3000m³/h时，应对相当于送风量至少75％的排风进行能量回收。

 

4.4.15  有人员长期停留，且不采用有组织集中送新风的空调区（房间），应按下列规定设置带热回收功能的双向换气装置：

    1  各空调区均宜设置。

    2  当各空调区的人员所需最小总新风量大于等于40000m³/h时，至少应在人员相对密集的空调区域设置，且双向换气装置负担人员所需最小新风量不应少于人员所需最小总新风量的25％。

 

2. 可不设置的规定

同时4.4.13条规定了可不回收排风冷量的条件：

集中空调系统按本标准第4.4.11条和第4.4.12条的规定进行排风能量回收设计时，以下房间可不回收排风能量，送入该房间的新风送风量或送风量可不计入“总新风送风量”或“总送风量”：

    1  排风中有害物质浓度较大的房间；

    2  冬季采用加热处理的直流送风系统，室内设计温度≤5℃的设备机房等；

    3  设有经常开启的外门的首层大堂等房间；

    4  新风系统仅在夏季使用，且新风和排风的设计温差不大于8℃的房间。

 

三、总结

调整以后的北京市DB11/687—2015《公共建筑节能设计标准》，从总体上趋于比较合理。既积极响应国家标准的导向，又比较符合实际情况。

其相关规定对于北京地区仍然是强制性的，而对于其他地区，则应遵循国家标准和当地标准所规定的尺度。例如DBJ15-51-2020《广东省公共建筑节能设计标准》仅规定“5.4.12条：设有集中排风的空调系统经技术经济比较合理时，可设置排风能量回收装置。”

四、排风能量热回收效率

能量回收装置的额定效率，一般是指新风量GX与排风量GP相等时的效率，分为显热回收效率和全热回收效率。显热回收效率也称温度效率，用式（1）表示：

η_t=（t_W-t_J）/（t_W-t_P）     （1）

式中  η_t为显热回收效率；

t_W为室外空气温度，℃；

t_J为新风（换热后）温度，℃；

t_P为排风（换热前）温度，℃。

全热回收效率也称焓效率，计算时只需将显热回收效率公式中的温度t更换为比焓h：

η_h=（h_W-h_J）/（h_W-h_P）      （2）

式中η_h为全热回收效率；

h_W为室外空气比焓，J/kg；

h_J为新风（换热后）比焓，J/kg；

h_P为排风（换热前）比焓，J/kg。

排风能量回收原理可以用图1简单表示。

图1中共涉及到室外空气温度（即新风起点温度）、新风终点温度、排风起点温度（即室内空气温度）和排风终点温度4个参数，但标志能量回收装置效率的公式中只用了其中的3个。

这是因为在实际工程设计时，选定排风能量回收装置、并根据产品样本得到显热回收效率或全热回收效率以后，需要关注的只是新风终点温度（或比焓），而不是排风终点温度（或比焓）。

这就说明，热回收效率是B/A（见图1），即室外空气温度（或比焓）变化达到室内外温差（或比焓）的程度，而不是排风温度（或比焓）变化达到室内外温差（或比焓差）程度的C/A。

例如，冬季室外空气温度tW=-10℃，室内空气温度tP=20℃，如果排风热回收装置的显热回收效率为60%，则经过热回收装置后的进风温度：

t_J=t_W-η_t（t_W-t_P）=-10℃-0.6×（-10℃-20℃）=8℃。

排风能量回收是在进入的室外空气与室内排出空气之间进行换热，设回收效率为60%，则室外空气经排风能量回收装置后的进风温度，从-10℃提高到了8℃。