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热回收技术在建筑环境与设备工程中应用的几点思考

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：庄杰明

[导读] 摘要：随着科学技术的不断进步，人们的生活水平逐渐开始提高，空调已经成了家家户户必备的家庭电器，但是空调的运作产生了大量的环境污染主要是因为空调使用中会排放大量的热气。

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        摘要：随着科学技术的不断进步，人们的生活水平逐渐开始提高，空调已经成了家家户户必备的家庭电器，但是空调的运作产生了大量的环境污染主要是因为空调使用中会排放大量的热气。当前对于空调对环境产生的大量污染已经有了较为实用的解决方法，就是热回收技术。本文首先研究了建筑环境中热回收技术系统的结构以及工作原理。然后根据实际情况提出了建筑环境与设备工程中热回收技术的实际应用。
        关键词：建筑环境；设备工程；热回收技术
        空调在建筑物中的作用主要是起到了调节温度、空气流通等作用，现如今人们的生活条件与生活质量得到了显著的提高，空调是每个建筑物里必备的暖通设备。然而虽然空调是生活必备的，但人们却没有把其功能发挥完全，同时还造成了能源的浪费。空调暖通设备在使用过程中主要分为排热和吸热两个过程，这两个过程都是非常消耗能源的。比如在酷热的夏天，暖通空调就要用排热来冷却空气，从而达到调节室温的作用，如果在寒冷的冬天，就需要通过加热来调节室内温度，这样就能够为人们提供比较舒适的办公、学习、生活的环境了。因此在暖通设备使用过程中通过较好地利用热回收系统，可以交换热量和冷量，从而达到调温功能的同时重新利用废气，达到节省能源的作用。基于此，要加大对热回收技术的研发力度，通过热回收技术，减少对能源的浪费，提高对能源的利用率，对于改善建筑环境与设备工程中所消耗的能源有着极其重要的现实意义。
        1 建筑环境中热回收技术系统的结构以及工作原理
        热回收系统利用剩余的冷量或热量来处理新风，从而减少空调系统运行过程中的能源消耗。当前，热回收系统中的设备主要有三个，分别为板翘式热回收器、热管式显热交换器、转轮式全热交换器，以下进行详细阐述。
        1.1 板翅式热回收器
        板翅式热回收器不仅能够同时进行湿热的交换，还具有过滤除尘的效果，所以在家用空调在相对比较常见。板翅式热回收器在冬季运行时，其排放的湿度、温度要比新风的湿度、温度要高，所以通过热回收技术能够很好的利用。板翅式热回收器是由金属平板片以及高分子平薄膜构成，具有透湿传热的功能，并且在两个薄膜两侧能够分别传送新风和排风，排风汇总的余湿余热收到水蒸气压力以及温差的共同作用，对新风进行加湿加热。除此之外，高分子薄膜能够具备选择性透过性功能，进而具备良好的过滤除尘效果，对于排风中的空气残渣有着良好的阻隔效果，进而净化空气。
        1.2热管式显热回收器
        这一装置运行的过程中，热管为密封真空金属管，且管内有适量冷媒，因此若热管一端受热，液体吸收热量就可实现气化功能，同时受到压力的作用，气体流向热管的另一端，并释放热量，热量会以较快的速度冷凝，成为液态形式，之后贴壁金属网的毛细管抽吸液态的冷媒回到受热阶段，又因为传统热管式交换热率较低，通常在采取有效措施加以改进后，还会在热管外设置翘片，进而有效提高回收的效率。这种回收装置当中只有一根管子具有蒸发、绝热和冷凝的功能，因此设备灵活性不足。
        1.3 转轮式全热回收器
        通常在建筑中所使用的中央空调系统一般是组合空调机，其组合空调机是由风机盘管以及新风机组成，这组空调机能够改善夏季房间环境闷热的情况。通过下级空调引入湿度较大、温度较高的新风，如果直接将其引入室内，就会导致室内热湿负荷加大，如果对热湿的处理不当，不仅会导致房间环境闷热，还会造成较大的耗能。二通过转轮式热回收器，能够有效改善室内环境闷热的情况。
        2 建筑环境与设备工程中热回收技术的实际应用
        水冷制冷机组运行的过程中所产生的冷凝热通常经过冷却之后排入到大气当中，其可对环境构成较为严重的热污染，所以要做好冷凝热回收工作，并使其用以加热生活用水，最大限度提高能源利用率。冷凝热主要分为两个部分，其分别为过热蒸汽的热量和制冷剂两相相变的热量和过冷热量。热蒸汽一般在45 ℃～90 ℃，相变热量一般在40 ℃～45 ℃，而热水的热量为60 ℃，因此应结合两种热量的性质采取直接和间接回收的方式利用冷凝热。

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        2.1 双冷凝器热回收
        双冷凝器热回收技术主要是在压缩机以及冷凝器之间设置一台热回收器，并通过该设备保证空调能够在节能的基础上进行制冷、制热。这项技术主要是能够直接将冷凝器中的余热进行回收，以此保证水温。通常来说，双冷凝器热回收技术在中心空调冷水机组的应用相对较多，但是在家用空调中也有着极为广泛的应用，是一种具有广泛应用范围的空调热回收技术。
        2.2 热泵回收
        热泵技术在我国多数地区都有着极为广泛的应用。当冷凝机以及热泵机运行时，通过蒸汽式制冷的冷凝机对热量进行吸收，然后通过冷却塔释放热量，进而将热量提供给热泵，而热泵通过吸收热量制作热水，并将热水提供给用户，以此完成整个过程。热泵回收这项技术，不仅能够有效利用热能，并加以循环，更是减少了热能的浪费。但是，这项技术在我国发展时间较短，对于材料的选择还存在一定的缺陷，特别是一些传热效率较高的材料。所以，应注重对清洁材料的研究，以此促进热泵回收技术的提升。
        2.3 管道热回收
        空调热回收器的应用主要是将余热和余湿气进行加工处理。利用管状式热回收在剩余湿气的处理方面不是较为完备，但是对余热的再利用质量较高，空调使用中，减小余热，就能很大一部分，减小能源消耗，所以管状热回收器大部分使用在大型工厂的大型工厂以及大型建筑物，所以不仅能减小对城市空气的污染，而且能很大一部分减少能耗。在管道热回收器的应用当中，在管道内将液体转化为气体的介质，气体的介质流动性较大，再通过管状和回收器保护层以后，会将这些热气冷却，冷却之后会产生凝华现象，这时期液态介质又会转化成气态介质在管道中流动一次，循环往复，极大地减少了能耗的使用。
        2.4 中间冷媒体式热回收器
        中间冷媒体式热回收器主要是通过对中间冷媒的利用，实现传热换热的效果。这种热回收器具有较高的工作效率，并且对新风、排风的影响也相对较小。进而避免了新风、排风之间的交叉污染，是当前应用最为广泛的热回收器。
        中间冷媒体式热回收器在新风、排风两侧有一个热换气，能够利用高温排风对系统中液体进行加热，并将热量传送给新风，有效减少对能源的消耗，达到制热的效果，实现对热量的循环利用，并且，还能有效降低排风对大气的污染。
        2.5 相变材料回收空调冷凝热
        这一技术是一种新型的应用方式，该技术利用蓄热器取代了双冷凝器回收技术当中压缩机出口位置的冷凝器，同时其采用与常规风冷冷凝器或冷却塔连接的方式，可回收常规的风冷冷凝器或冷却塔排除热回收系统当中无法储存的热量。该系统温度主要随冷凝温度的变化而发生变化。起初常规的风冷冷凝器处于关闭状态，采用过热段制冷剂显热和冷凝潜热加热相变材料，冷凝压力会随着蓄热器当中变相材料温度的变化而变化。在系统冷凝压力达到极限时，应及时开启风冷冷凝器，进而将多余的热量释放出来，降低冷凝压力。这时蓄热器依然能够利用气态制冷剂完成相变材料的处理工作，从而提高相变材料的温度，若相变材料的温度达到规定数值后，系统将会自动恢复到冷凝模式。
        3 结语
        热回收技术在环境工程和设备工程中的使用在我国已经较为成熟，利用热回收技术不仅能减小对大气的污染，而且能降低能源的消耗，有利于强化提升空调设备的运行能力，达到环境效益和经济效益的统一。所以相关部门要加大对热回收技术的研究。利用热回收技术，减少对环境的污染对提高我国环境质量有重要的现实意义。
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