乙二醇热回收系统节能初探

技术交流　乙二醇热回收系统节能初探　黄益伟　，欧翔　，宫玖兵　（１．华东建筑设计研究院有限公司，上海２００００２；２．中国石化集团上海工程有限公司，上海２００１２０）　●●●‘‘‘‘‘●●●●－●‘‘－●‘●‘‘‘‘●‘●‘－‘‘●‘●‘●●‘‘‘－‘●‘‘‘‘－‘‘‘－。。－。‘。‘。－’。。。。。。－。‘　。　。。。‘●●　摘要：介绍了一种节能方式——乙二醇热回收系统在空调系统中的应用，阐述了此系统的工作和节能原理，并以某工程为例对此系统进行了节能和经济性分析，经分析后认为增设乙　：　二醇热回收系统不但可节省运行费用，而且不需增加空调系统初投资，在空调节能方面具有广　：　阔的应用前景。　：　●　－●●．‘●‘．●●‘●．．‘●‘．●●。。－。．●●。．。●。●。－。●。●‘●－‘●‘－‘。●－‘－ｌ　ｌ，ｌ，ｌ‘－‘●－－－－‘●－－●‘●‘●‘●关键词：乙二醇热回收；　运行费用；　初投资　●中图分类号：ＴＵＢ３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　００６—８４４９（２００６）０３—００５１—０３　０　引言　目前，我国的能源形势相当严峻。我国已探明的　煤炭储量只占世界储量的１　ｌ％、原油占２．４％、天然气　保证无交叉污染，具有安装方便、受空间限制小等优点。　１．２乙二醇热回收系统工作原理　仅占１．２％，而我国人口占世界总人口的２０％，且已成　为仅次于美国的第二大能源消费国。随着人民生活水　平的提高，建筑能耗增长迅猛。我国的建筑能耗约占　全国总用能量的１／４，空调能耗占建筑总能耗的６０％　乙二醇热回收系统是以乙二醇溶液为媒介，把排　风中的能量转移到新风中，从而减少了处理新风所需　７０％。因此降低建筑能耗，尤其降低空调能耗，是缓解　国家能源紧张形势，实现可持续发展的重要措施。　采用乙二醇热回收系统是一种降低空调能耗、节　约能源的好方法。　的能量，达到节能目的。在现代民用建筑中，因空间紧　张，使得如板式热回收装置等的应用受到限制，而乙二　醇热回收系统可以使新风空调箱和排风机的安装位置　不受限制，以乙二醇溶液为媒介进行能量交换，解决了　民用建筑空间紧张和节能的矛盾。　乙二醇热回收系统工作原理如图１所示。夏季工　１　乙二醇热回收系统原理　１．１空调系统常用热回收方式　况时，乙二醇溶液泵１开启，当乙二醇溶液流过带热回　收盘管的排风机４时，因排风温度低于乙二醇溶液的　温度，使乙二醇溶液温度降低，显热被乙二醇溶液吸　收，排风温度升高后排出室外；当低温的乙二醇溶液流　当前空调系统常用的几种热回收方式比较，详见　表ｌ：　表１几种热回收方式比较　经新风空调箱３时，因新风温度高于乙二醇溶液的温　度，乙二醇溶液温度升高，　使新风温度降低；温度升高　后的乙二醇溶液再流过带　热回收盘管的排风机４．如　此循环，乙二醇溶液把排风　中的冷量转移到新风中。冬　季工况时，乙二醇溶液通过　上述各种热回收方式各有优缺点，设计时需针对　不同的建筑物类型和送排风形式选用相应的热回收方　与夏季工况相同的循环过　程把排风中的热量转移到新风中。　１．３乙二醇热回收系统热回收量计算　式。乙二醇热回收空调系统虽然回收效率稍低，但能　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＦＡＨＵ一１　３—１（风量为５８　Ｏ００ｍ３／ｈ）经处理后通过管弄分　别送人；部分排风经管弄由置于屋顶的风机箱ＰＦ一１３－　２（风量为４０　Ｏ００ｍ３／ｈ）排出室外。　新风空调箱集中置于空调机房内，排风机集中置　于排风机房内。空调机房和排风机房相距３０ｍ，而且其　间的通道很狭窄。板式和转轮式热回收系统均不适合　安装。　乙二醇热回收系统原理图如图３。办公室和商场　图１乙二醇热回收系统原理示意图　１一乙二醇溶液泵　２一定压装置　两套热回收装置共用一套闭式膨胀水箱。　３一带热回收盘管新风空调箱　４一带热回收盘管的风机　＾一室外新风干球温度　ｔ　一室外新风经热回收盘管后的干球温度　ｔ　一室内排风干球温度　ｔ　一室内排风经热回收盘管后的干球温度　夏季工况时，当乙二醇溶液经过排风机盘管，排风　温度上升，乙二醇溶液温度降低；再经过新风空调箱盘　管时，新风温度降低，夏季工况以排风温升的能量来计　算热回收的能量。同理，冬季则以新风温升的能量来计　算热回收的能量。　Ｑ＝ｃ　Ｌ　Ｐ　Ａｔ／３６００　图３办公和商场乙二醇热回收系统原理图　夏季及冬季设计工况下热回收值，见表２。　表２夏季及冬季设计工况下热回收值　式中Ｑ一热量回收值，ｋＷ；　Ｃ一为空气的比热容，可近似取值　１．０　ｋＪ／（ｋｇ・℃）；　一序号　设备编号　热回收效率ｒ／设备风量温差　热回收Ｑ　季节　％　３／ｈ　℃　服务区域　ｋｗ　夏季为排风机箱的风量，冬季为　新风空调箱的风量，ｍ３／ｈ；　Ｐ一为空气的密度，可近似取值　１．２ｋｇ／ｍ３：　２．２初投资分析　分析乙二醇热回收的空调系统费用，可得出如下　几点结论：　△￡一夏季为排风温度差，冬季为新风温度差。　２　乙二醇热回收系统经济性分析　２一工程实例介绍　（１）采用乙二醇热回收系统，商场和办公室夏季设　计工况下可回收的冷量为：８５ｋＷ＋１２０．８ｋＷ＝２０５．８ｋｗ，　约１７．７ｘｌ０４　ｋｃａｌ／ｈ。直燃型（天然气）溴化锂主机容量　可相应减小（直燃型溴化锂主机的价格按照７７４元／ｋＷ　本文以南京某工程为例进行经济性分析。该工程　地下２层，地上１３层，空调面积３２　２４０ｍ　。地下１层　计算）。　（２）可节省冷却水量为７０．８ｔ／ｈ，冷却塔容量可相　应减小（冷却塔的设备价格按照２５０元／ｄｈ计算）。　（３）冷水泵，冷却水泵，热水水泵的型号可相应减　小。冷热水管路及保温材料也可相应减小。　（４）带乙二醇热回收系统的新风空调箱和排风机　为小吃餐饮，地上１—３层为商场，采用新风加风机盘　管空调系统。４　１３层为甲级办公室，采用全空气变风　量空调系统。　２　３层商场的新风由置于屋顶的两台新风空调箱　ＦＡＨＵ一１３—２，３（风量为４０　Ｏ００ｍ３／ｈ）经处理后通过管弄　分别送人；部分排风经管弄由置于屋顶的风机箱ＰＦ一　１３—１（风量为６５　０００　ｍ３／ｈ）排出室外。　的设备价格相应增加。　（５）需增加乙二醇热回收系统的辅助设备（水泵、　铜管、保温材料、阀门、乙二醇溶液等）参照该工程的预　４　１３层办公室的新风由置于屋顶的新风空调箱　维普资讯 http://www.cqvip.com

技术交流　算，本【程采用乙二醇热回收系统增加及节省的费用　见表３及表４。　表３　２，－－醇热回收系统需增加的费用　序号　项　目　增加费用，元　（２）办公室乙二醇热回收系统丁作的时间范围　为８：００～１７：００；商场乙二醇热回收系统工作的时间范　围为９：００～２１：００。　根据以上条件，由公式（１）及南京市煤气公司提供　的天燃气价格和溴化锂机组的天燃气耗量，可计算出　乙二醇热回收系统全年可节省的热回收值和费用，见　表５。　据南京市供电局提供的商业用电价格和水泵全年　运行的小时数及水泵的用电功率，采用乙二醇热回收　系统水泵全年运行所需费用见表６。　表４乙二醇热回收系统节省的费用　表５中“节省的费用”减去表６　中“所需电费”，即采用乙二醇热回收　系统全年运行节省的费用为１２３　９３５　元，可见乙二醇热回收系统运行ｌａ　节省的费用很可观。　３　乙二醇热回收系统设计及应　用中应该注意的问题　由表３及表４可知采用乙二醇热回收系统不仅　不需增加初投资，反而可以减少初投资。　２．３全年运行费用分析　（１）应通过计算整个系统的阻力，选择合适的乙二　醇泵，以避免水泵能耗的增加。　（２）整个系统的定压和补液应选择闭式膨胀箱，以　根据南京室外干球温度资料，对全年８７６０ｈ的热　回收量进行逐时计算。计算条件如下：　（１）夏季工况时，当室外干球温度≥２６￣Ｃ时，开启　乙二醇溶液泵，进行热回收；冬季工况时，当室外干球　避免乙二醇的挥发和空气污染管路系统。　（３）为了达到充分的热交换，管路内乙二醇溶液的　流速宜控制在ｌｍ／ｓ左右。　（４）如果工程中采用一对二的热回收方式，应尽量　做到每台设备的系统阻力相同。　（５）排风侧的热回收　盘管必须有凝水盘和冷凝　水排水系统，以便于冬季　冷凝水的排放。　温度≤１９ｃｃ时，开启乙二醇溶液泵，进行热回收。　表５乙二醇热回收系统全年运行时节省的费用　序号　设备编号　热回收值节省天燃气量天燃气价格　运行时间节省费用　季节　ｋＷ　元，　服务区域　ｈ　元　４　结语　（１）采用乙二醇热回　收系统既可节省初投资，　也可节省运行费用。　（２）相对于转轮式和　板式热回收系统，乙二醇　热回收系统更适合排风和　送风距离较远的场所。　（３）乙二醇热回收技　术在工程中的大力推广是　可行的，也是必须的。　（下转第７９页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

技术交流　热泵系统，按冬季平均能效比２．２估计，用电量约１４．７　万ｋＷｈ，总电费为：６．７万元，比电锅炉蓄热系统低５　万元，占锅炉总用电费用的比例很小。　仅使系统各项参数得到了有效的控制、系统可靠运行，　而且使冰蓄冷系统实现了自动化的经济运行，冰蓄冷　的经济效益得到了发挥。　（５）电锅炉用于采暖运行费用比风冷热泵高，但是　在类似南宁这样亚热带的气候环境中，采暖费用占总　电费比例较小，考虑到电锅炉采暖环保、运行可靠、控　制简便，选用电锅炉是合适的。　广西自治区人民医院的改造是自治区政府的重点　工程，其供冷、供热系统采用电力蓄能技术，是目前广　西最大的电力蓄能项目，为了促进电力蓄能技术产品　在广西的推广，更好地开拓电力市场，改善现有的能源　消费结构，鼓励客户首选电能这一清洁能源，广西电网　４　结语　医院蓄能设备分冰蓄冷和电锅炉两部分，运行总　结如下：　（１）在医院这样全天具有负荷的场合，由于依然存　在空调负荷高峰与低谷差异，冰蓄冷系统节约运行费　用效果明显。　（２）在目前分时电价峰谷差距较小的情况下（丰水　期２．２６：１；枯水期１．６：１），通过合理配置蓄能设备，把　握系统科学运行的时间，冰蓄冷空调依然可以获得较　好的经济性。　公司在２００２年就下文确定该项目为广西电力蓄能项　目推广示范工程。　参考文献：　…叶水泉．冰蓄冷空调技术在区域供冷系统中的应用『Ａ】．世界工程师　大会论文集［ｃ】．２００４．　（３）冰蓄冷空调使用灵活，在过渡季节、部分病房　或特殊场合使用空调时，仅由融冰供冷，节能、节费效　果明显。　（４）蓄冷系统开机后瞬时融冰降温迅速，性能较稳　定，空调效果满意度高；控制系统发挥了核心作用，不　［２】范庆，陈永林．仪征镜湖花园大型住宅小区蓄能中央空调和蓄热生活　热水系统　】．中国暖通空调年会论文集［ｃ１．２００４．　作者简介：　陆斌（１９７２一），女，广西都安人，工学学士，工程师，主要负责电力营销分析、需求倒管理工作。　（上接第５３页）　参考文献：　［１】陆耀庆，等．实用供热空调设计手册［Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社　ｌ９９４．　［５】中国气象局气象信息中心气象资料室，清华大学建筑技术科学系．典　型气象年逐时气象数据集［Ａ】．中国建筑热环境分析专用气象数据集　［Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，２００５．　［２】刘传聚，等．乙二醇热回收空调系统的节能分析『ＪＪ．暖通空调，２００１，　（８）．　收稿日期：２００６—０３—１３　修回日期：２００６—０４—０４　『４Ｊ陆震．以制冷节能促进可持续发展『ＪＪ’制冷技术，２００５，（３）．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓａｖｉｎｇ　Ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　ａ　Ｇｌｙｃｏｌ　Ｈｅａｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＨＵＡＮＧ　Ｙｉ－ｗｅｉ　，　ＯＵ　Ｘｉａｎｇ　，　ＧＯＮＧ　Ｊｉｕ—ｂｉｎｇ　（ＬＥａｓｔ　ＣｈｉｎａＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００００２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｉｎｏｐｅｃ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００１２０，Ｃｈｉａ；）ｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓａｖｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ—ａ　ｇｌｙｃｏｌ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｙ—ｓｇａｖｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ．Ａｎａｌｙｓｅｄ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｉｎ　ａｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｇｌｙｃｏｌ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ｓａｖｉｎｇ　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｎｏ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｏｔａｌ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｉｒ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ａ　ｂｒｏａｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ａｉ卜ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｌｙｃｏｌ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ；　ｉｎｉｔｉａｌ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　作者简介：黄益伟（１９７３～），男，学士，工程师，主要从事暖通设计工作；　欧翔（１９７４－），男，学士，工程师，主要从事暖通设计工作；　宫玖兵（１９７８－），男，硕士研究生，工程师，主要从事暖通设计工作。　…　Ｉ　７。