节能建筑必不可少—热回收系统

建筑能源管理系列

前言：热回收系统是现代节能建筑中必不可少的一部分，无论是空气，冷却水还是制冷剂，废弃的冷量及热量都能得到有效回收，极大提升了建筑的能源效率。

 

节能住宅的标志性特征之一就是有着高效的热回收装置。其中最广为使用的就是热回收通风机（HRV）。HRV能够清除陈旧的空气，并用室外的经热回收预热的新风代替直接导入空气。与标准房屋相比，安装了HRV的住房室内空气质量更好，能耗更低。HRV原理非常简单：带有热交换芯的气密盒，当热气通过盒时，它会将热量从室内空气传递到外部空气。此外装置中还装有两个风扇以鼓动空气。

 

 

热回收通风机HRV
 

在所有现代家庭中，通风都是必不可少的。考虑到住房的能源效率，住房的密封性要比普通建筑物高，因此需要在整个房屋中分配新鲜空气。中央通风系统从高湿度空气区域（例如浴室和厨房）排出陈旧的室内空气，同时向起居区和卧室提供新鲜空气。中央通风还提供了过滤器以去除外部空气中的颗粒，过敏原和化学污染物。从而得到分布均匀，新鲜，干净的空气。

 

单纯的通风会导致热量（或冷量）的流失，使得空气质量与能源效率成为相互矛盾的两方面。而HRV便能一定程度解决这个矛盾。高度气密的结构与中央通风系统相结合，可以通过传递出气流中的热量来预热进入的空气。换热器可以吸收70％至95％的热量，以减少加热进入的空气所需的能量。在较冷的气候下，这尤其有价值。    

全热回收通风ERV系统

全热回收通风（ERV）是一种能量回收过程，它交换正常排出的建筑物或空间空气中包含的能量，并使用它来处理（预处理）室外通风空气。在较暖的季节，系统会先进行预冷和除湿，然后在较冷的季节进行加湿和预热。

 

HRV和ERV在大多数气候区中的表现都一样好。但是，什么是热回收通风设备（HRV）和和能量回收通风设备（ERV）之间的区别？主要区别在于，HRV仅在流出和流入的气流之间传递空气的温度，即显热。但是空气中总是含有一些水蒸气，而水蒸气也含有能量。ERV在传入和传出的气流之间传递显热以及大量的水蒸气，以及该蒸气中的能量。由于ERV捕获了这种额外的能量，因此其效率等级通常高于HRV。

 

可能你会有疑问，通风的目的不是为了除湿吗？为什么要配备返回一些水蒸气的设备？一些气候非常干燥的地区，将受益于ERV的这一功能。比如在美国西部的许多内陆地区可以使用。而在美国东南部，情况相反，但ERV仍然适用。这里，室内空气已被除湿，因此通风会引入相对湿度高得多的外部空气。在这种情况下，ERV将湿度排回到室外，并有助于保持较低的室内湿度。

 

这两个例子似乎矛盾。在一种情况下，房屋内保持湿度，而在另一种情况下，湿度被排出。但是，在这两种情况下，水蒸气都从较潮湿的空气流向较不潮湿的空气流跃过岩心，并返回到原来的位置。与基本物理学一致，水蒸气从较高浓度移动到较低浓度。

其他热回收系统

-       冷却水热回收系统

冷却水水热回收系统会重复利用冷却过程产生的热量，这些热量原本会被冷却塔或冷凝器排出。根据建筑系统及其相对负荷，回收的热量可用于预热低温加热热水回路或服务热水回路。这不仅减少了所需的加热能量，而且还减少了用于排热的冷却塔风扇能量以及冷凝器泵能量。

 

 

-       制冷剂热回收系统

制冷剂热回收系统类似于冷却水热回收系统。这其中热气再热（Hot-gas reheat）是十分有效的回收策略。热气再热是通常在专用室外空气系统（DOAS）中使用的常见热回收类型。来自直接膨胀式冷却盘管出口的热气绕过冷凝器，并用作自由再热，以降低供气（SA）的相对湿度（RH）并减少除湿模式下过冷的可能性。每当除湿占主导地位或需要使SA温度保持中性时，例如在有恒定除湿负荷且空间设定点约为80°F的游泳馆中，热气再热都是一种有效的策略。专用泳池除湿机还可以将回收的热量用于泳池加热。