新风机组和热回收机组选择计算表.xls
热泵热回收新风机组和热管热泵低温热能回收机组的节能比较
热泵热回收新风机组和热管热泵低温热能回收机组的节能比较李杨【摘要】在我国严寒地区，空调机组在冬季工况运行时经常发生冻损现象，以至于不能保证室内空气品质。
为解决上述问题，提出了利用空调新风机组分别与热泵和热管相结合的方式，即热泵热回收新风机组和热管热泵低温热能回收机组。
通过实验研究对2种结合方式的节能性、回收年限进行了分析比较。
【期刊名称】《电力需求侧管理》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P19-22)【关键词】严寒地区;空气源热泵;热管热泵;节能比较【作者】李杨【作者单位】吉林建筑工程学院,长春 130021【正文语种】中文【中图分类】F407.61;TK018我国的建筑能耗已占全国总能耗的30%以上[1]。
在建筑能耗中，暖通空调能耗约占85%，能源利用水平和利用率与发达国家还有一定差距。
为了提高能源利用水平和利用率，必须采取相应的节能措施[2]。
热泵热回收新风机组和热管热泵低温热能回收机组利用热能回收装置，有效回收排风的热量，预热新风，降低机组负荷，提高系统的经济性和节能性。
为方便叙述，将热泵热回收新风机组简称为实验一，将热管热泵低温热能回收机组简称为实验二。
选取朝向相同、均带有北向钢窗的、面积和层高基本相同的2个房间作为实验房间。
实验一设备由空调室内机、空调室外机、新风通道、排风通道、阀门、静压箱、数据采集仪、计算机等组成。
实验二是在实验一的基础上加装热管换热器。
实验一的原理是机组在冬季工况下，利用热泵机组的冷凝器预热引入室内的新风，从而可避免严寒地区室外冷空气对传统新风机组中水加热盘管的冻损；利用热泵新风机组的蒸发器回收建筑排风热量，实现热回收作用，同时可以提高热泵机组在严寒地区冬季工况的性能。
实验二的原理是在实验一原理的基础上，首先采用热管的冷凝段对新风进行预热，之后通过冷凝器再对预热过的新风进行二次加热。
热管由中间的加热段和两端的冷却段组成。
在冬季工况运行时，空调的冷凝器停止工作，排风侧成为加热段，另外两段为冷却段，新风流经换热器时被预热。
一次回风及新风处理计算
Pb(Pa) 5091 3169 2339 3327 2102 1974
Pb.s(Pa) 3444
Ps(Pa) 2977 1902 1776 2010 1776 1776
12.04 kW
回风量 Lh(m3/h)
18790
含湿量
d(g/kg) 18.83 11.90 11.10 12.59 11.10 11.10
1、在菜单栏的“工具”中选择“单变量求解”，屏幕上会出现一个对话框。 2、将对话框中的“目标单元格”定为机器露点(L)的相对湿度φ。 3、将对话框中的“目标值”定为95(即相对湿度φ为95%)。 4、将对话框中的“可变单元格”定为机器露点(L)的干球温度tg。 5、点“确定”按钮，机器露点(L)的状态参数即可算出。 注意：每次调整输入数据或重新计算均需重复以上(1～5)的过程。 四：计算过程没有考虑空气密度的变化，取为1.2kg/m3，标准大气压力为101325Pa。 五：计算过程所用到的基本公式包括：
1585 1585 2977 1585
9.88 9.88 18.83 9.88
50.41 41.67 81.75 40.64
新风处理（与室内等 焓）
空调器名称或编号: 当地大气压力 B(Pa) 101325
状态点
新风状态点(W) 室内状态点(N) 送风状态点(S) 混风状态点(C)
机器露点(L) 空调器制冷量(kW)
焓
i(kJ/kg) 81.75 55.54 48.35 58.16 46.59 45.56
新风处理（与室内等 湿）
空调器名称或编号: 当地大气压力 B(Pa) 101325
状态点
新风状态点(W)
典型的新风空调器选择计算(夏季处理过程)
暖通主要设备材料表——新风机组教学文案
暖通主要设备材料表——风机盘管注：()内为高静压风机盘管。
根据设计要求，施工图中的接风道的风机盘管为高静压风机盘管。
总体要求：1，空调机组、新风机组、风机盘管选用低噪声设备。
2，采用热回收型新风机组或空调机组，其额定热回收效率≥60% 。
3，所有空调系统均可实现可调新风比及过渡季全新风运行。
4，空调冷水系统设计工况ER=0.0197<0.0241 (降低36%)。
5，风冷型双温新风机组自带控制箱。
要求具备DDC楼控接口，具备机组设备的短路、过载、断相等保护功能。
6，控制箱至设备管线由设备供应商自理。
7，无热回收装置的新风机组，新风进口设电动阀，其余新风机组、组合式空调机组所需电动阀，均机组自带。
8，新风机组、组合式空调机组所需强、弱电控制柜均机组自带。
9，吊顶内风机盘管电源均预留在吊顶内，其至空调调速开关的管线均由设备供应商自理，预埋JDG25/KG25（由总包完成预埋），调速开关底边距地1.3M暗装。
10，另可参见暖通设计《设计说明》及《施工说明》。
空调处理机组：1，现场DDC控制，DDC控制器的通信协议应符合楼宇控制系统要求。
2，根据回风温度，实现空调送风机与排风机的变频调速运行。
设回风机时，根据机组新、回风混合点静压实现空调回风机的变频调速运行。
3，盘管回水管设具备冷、热模式转换的动态平衡电动调节阀。
根据回风温度，调节冷、热水流量。
4，以上控制风机优先，即：动态平衡电动调节阀处于常开状态，仅当风机转速达到下限值时，进行调节。
5，根据回风相对湿度，控制加湿器的工作状态。
6，根据回风与新风焓值比较，控制热回收装置的工作状态。
7，根据室内设计状态焓值与新风焓值的比较，确定是否全新风运行，即：夏季，新风焓值低于室内设计状态焓值时，全新风运行。
新风焓值≥室内设计状态焓值时，最小新风量运行。
冬季，新风焓值高于室内设计状态焓值时，全新风运行。
新风焓值≤室内设计状态焓值时，最小新风量运行。
8，所有空气过滤器及风机设压差报警。
空气处理机组选择计算说明
空气处理机组选择计算1 电算表格内容、适用范围和使用说明1.1 空气状态点计算表已知某空气状态点的任意2个常用参数，求其他参数：1、已知干、湿球温度；2、已知干球温度、相对湿度；3、已知干球温度、含湿量；4、已知干球温度、焓值；5、已知含湿量、焓值。
1.2 一次回风空气处理机组的选择计算表基本已知数据：冬夏季室内热湿负荷、人员所需新风量、冬夏季新风状态、冬季加湿方式（仅限于“等焓”或“等温”加湿）注：冬季当室内热湿负荷低于设计工况时，空气处理机组则需要较大的加热和加湿量，因此冬季工况表中填入的热湿负荷值应适当考虑开机时室内较低负荷的数值。
1.2.1夏季工况计算表1、表1：已知室内温湿度，求空气处理机组的送风量、送风参数、冷却量、冷凝水量等。
适用于允许采用最大送风温差的一般典型空气处理机组的选型计算。
见图1.2.1－1处理过程1（实线）。
2、表2：已知室内温度、允许送风温差，求空气处理机组的送风量、送风参数、冷却量、冷凝水量和室内相对湿度等。
可用于要求较小送风温差、但又不采用二次加热或二次回风的空调系统能否满足要求。
见图1.2.1－1（例如下送风舒适性空调），可根据计算结果校核室内相对湿度2处理过程2（虚线）。
100%图1.2.1-1 采用最大送风温差的一次回风系统夏季处理过程3、表3：已知室内温湿度、允许送风温差，求空气处理机组的送风量、送风参数、冷却量、再热量、冷凝水量等。
适用于要求较小的送风温差，不再热不能满足室内湿度要求的情况，以及热湿比较小，采用再热才能将送风状态点处理至热湿比线上的情况等。
见图1.2.1－2100%图1.2.1-2 带二次加热的夏季一次回风系统处理过程4、表4：已知室内温度、空气处理机组送风量，求室内相对湿度、机组送风参数、冷却量、冷凝水量等。
适用于已按表1确定空气处理机组风量，但无室内湿度控制措施（二次加热等）的一般舒适性空调系统，在室内热湿负荷减小（部分负荷）时，进行室内湿度等校核计算。
空气处理机组选择计算说明
空气处理机组选择计算1 电算表格内容、适用范围和使用说明1.1 空气状态点计算表已知某空气状态点的任意2个常用参数，求其他参数：1、已知干、湿球温度；2、已知干球温度、相对湿度；3、已知干球温度、含湿量；4、已知干球温度、焓值；5、已知含湿量、焓值。
1.2 一次回风空气处理机组的选择计算表基本已知数据：冬夏季室内热湿负荷、人员所需新风量、冬夏季新风状态、冬季加湿方式（仅限于“等焓”或“等温”加湿）注：冬季当室内热湿负荷低于设计工况时，空气处理机组则需要较大的加热和加湿量，因此冬季工况表中填入的热湿负荷值应适当考虑开机时室内较低负荷的数值。
1.2.1夏季工况计算表1、表1：已知室内温湿度，求空气处理机组的送风量、送风参数、冷却量、冷凝水量等。
适用于允许采用最大送风温差的一般典型空气处理机组的选型计算。
见图1.2.1－1处理过程1（实线）。
2、表2：已知室内温度、允许送风温差，求空气处理机组的送风量、送风参数、冷却量、冷凝水量和室内相对湿度等。
可用于要求较小送风温差、但又不采用二次加热或二次回风的空调系统能否满足要求。
见图1.2.1－1（例如下送风舒适性空调），可根据计算结果校核室内相对湿度2处理过程2（虚线）。
100%图1.2.1-1 采用最大送风温差的一次回风系统夏季处理过程3、表3：已知室内温湿度、允许送风温差，求空气处理机组的送风量、送风参数、冷却量、再热量、冷凝水量等。
适用于要求较小的送风温差，不再热不能满足室内湿度要求的情况，以及热湿比较小，采用再热才能将送风状态点处理至热湿比线上的情况等。
见图1.2.1－2处理过程。
100%图1.2.1-2 带二次加热的夏季一次回风系统处理过程4、表4：已知室内温度、空气处理机组送风量，求室内相对湿度、机组送风参数、冷却量、冷凝水量等。
适用于已按表1确定空气处理机组风量，但无室内湿度控制措施（二次加热等）的一般舒适性空调系统，在室内热湿负荷减小（部分负荷）时，进行室内湿度等校核计算。
增加新风机组能耗费用计算说明
增加新风机组制冷、采暖费用测算报告华为东塔18、19层装修设计图纸上标注，要在18层增加，送风量分别为：2080m3/h、1800 m3/h新风机组2台.19层增加送风量为：3140 m3/h新风机组1台。
一、新增加新风机组需要制冷费用、制热费用1.1夏季增加新风机组已知条件1.1.1 全热回收制冷量计算能耗计算：1.1.3根据以上设计计算出全热回收、显热回收新风机组单位（w/m3）能耗值计算出，夏季增加新风机组需要制冷费用全热回收新风机组夏季制冷费用：20147.05元显热回收新风机组夏季制冷费用：46433.09元1.2 冬季增加新风机组已知条件1.2.1 冬季全热回收热量能耗计算：1.2.3根据以上设计计算出全热回收、显热回收新风机组单位（w/m3）能耗值计算出，冬季增加新风机组需要制热费用全热回收新风机组冬季制热费用：98660.47元显热回收新风机组冬季制热费用：150212.79元二、中央空调费（供冷）测算2.1 人工费用测算2.2 维护费用测算2.3 能耗费用测算2.4 合理利润（上述项合计的8％）（972190.76＋338220＋4367117.64）×8％＝454202.272元2.5 税金（上述项合计的5.5％）（972190.76＋338220＋4367117.64+1454202.272）×5.5％＝454202.272元2.6 费用合计972190.76＋338220＋4367117.64+1454202.272+454202.272＝6461862.432元2.7 中央空调（供冷）费用单价二、供暖费测算2.1 人工费用测算2.2 维护费用测算2.3 能耗费用测算2.4 合理利润（上述项合计的8％）（972190.76＋21160＋2872870.3）×8％＝309297.6485元2.5 税金（上述项合计的5.5％）（972190.76＋21160＋2872870.3＋309297.6485）×5.5％＝229653.529元2.6 费用合计972190.76＋21160＋2872870.3＋309297.6485＋229653.529＝4405172.24元2.8 供暖单位换算2.8.1 供暖单位换算(GJ与KW换算系数)1GJ=0.28M W=280K W2.8.2 冬季采暖总用量换算（GJ与KW换算）2013年供热总使用量：14400(GJ)×280（KW）=4032000kw2.7 供暖费用单价三、华为东塔18层、19层增加新风机组，能耗计算主要参数。
厨房房空调通风设备选择计算表(可编辑)
tg(℃) 33.50 18.22 19.22 26.00
送风温差△t(℃)
湿球温度
ts(℃) 26.40 17.68 18.02 21.10
干求温度tg（℃）
5.0 0.0
6.78 露点温度 tl(℃)
24.01 17.43 17.43 18.93
送风点焓值 is(kJ/kg)
64.15 64.15 64.15 50.32 50.32 50.32
机组冷却量 QL(kW) 58.8 176.5 58.8 205.0 307.6 102.5
冬季室外采暖设计温度 tw(℃) -7.60 -7.60 -7.60 -7.60 -7.60 -7.60
冬季送风温度 ts(℃) 10.00 12.00 14.00 16.00 16.00 16.00
PAU-1 PAU-2 PAU-3 PAU-4 PAU-5 PAU-6
厨房热加工间1 厨房热加工间2 厨房热加工间3 厨房配餐间1 厨房配餐间2 厨房配餐间3
5.0 0.0
新风量 Vx(m3/h)
10000 30000 10000 20000 30000 10000
夏季室外空气焓值 iw(kJ/kg) 82.78 82.78 82.78 82.78 82.78 82.78
0.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0
5.0
5.0
1/3
含湿量d（g/kg）
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
30.00
23.35 22.35
33.50
表1-2：厨房新风机 组夏季送风状态点
号排风热回收经济回收期计算
一、报告目的依据《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014 第5.2.13条：“利用排风对新风进行预热（或预冷）处理，降低新风负荷。
”本报告通过分析热回收机组参数，计算得出本项目热回收机组经济回收期。
二、评估依据（1）《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014（2）新江湾城F3 地块办公楼项目3号楼项目施工图三、排风热经济回收期计算3 号楼屋面集中设置新风机组2 台，为F1~F9 提供新风，为F3~F9 提供排风。
新风机组采用双风机机组，设置转轮热回收装置，制冷工况焓效率＞50%，温度效率＞60%；制热工况焓效率＞50%，温度效率＞65%，加湿采用高压微雾加湿。
新排风机组变风量运行，做定静压控制。
本项目热回收机组如下表1所示。
表1热管式换热器参数表4.1排风热回收节能量△Q=αηCGρ(H1-H2)其中：△Q-采用热交换器所降低的新风负荷α—负荷系数（通常约为0.75-0.85，本计算取0.8）η—热交换效率C—空气比热容G—设计换气所需新风风量ρ—空气密度H1-H2：热回收焓差本项目中，夏季新风进风干球温度（新风）34.6℃，排风干球温度24℃。
冬季新风进风干球-2.2℃，排风干球温度20℃。
4.2排风热回收节费量排风热回收机组的节能量，通过计算机组全年的节能量，除以全年平均机组平均IPLV，本次计算冬季、夏季的平均IPLV均按照5.0计算。
机组年总节费量=夏季新风负荷×每天运行时间（小时）×每年夏季运行天数×电价+冬季节省新风负荷×每天运行时间（小时）×每年冬季运行天数×电价。
其中：每天运行时间-9h/d；夏季运行天数-150d/a；冬季运行天数-90d/a；依据2012年12月21日执行的上海市发改委对分时电价调整公布文件。
选取10kV商业用电进行分析，夏季8:00~18:00平均电价为0.895元/kWh，非夏季8:00~18:00平均电价为1.032元/kWh；4.3排风热回收初投资费用采用热回收设备将会使初投资费用增加，但热回收设备节省的新风负荷可以带来空调机组容量减小，进而带来空调机组初投资费用的减少。
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饱和水蒸气分压力 Pb(Pa) 209 2339 778 4119 648
排风热回收后出现结露(霜)现象！
表3：适用于将新风加热至任一温度（一般用于新风预热）的新风机组选择计算
空气处理机组编号 安装位置 服务对象 当地大气压力 B(Pa) 101325 相对湿度 φ (%) 45.00 10.08 新风量 Lx(m3/h) 1200 饱和水蒸气分压力 Pb(Pa) 209 935 机组加热量 Q(kW)
新风空气处理机组选择计算(冬季处理过程)
表1：适用于不带热回收装置、新风直接由室外状态处理至室内状态的新风机组选择计算
空气处理机组编号 安装位置 服务对象 加湿方式 等焓 状态点 新风状态点(W) 室内状态点(N) 热盘管出口状态点(Ot) 干球温度 tg(℃) -12.00 20.00 31.31 湿球温度 ts(℃) -13.53 11.61 11.70 相对湿度 φ (%) 45.00 35.00 2.06 当地大气压力 B(Pa) 101325 饱和水蒸气分压力 Pb(Pa) 209 2339 4576 新风量 Lx(m3/h) 1200 湿球温度下饱和水蒸 气分压力 Pbs(Pa) 182 1367 1375 机组加热量 Q(kW) 机组加湿量 W(kg/h)
饱和水蒸气分压力 Pb(Pa) 209 2339 778 3782 648
排风热回收后出现结露(霜)现象！
表5：适用于单独采用全热或显热回收装置，不带加热器的新风换气机选择计算
空气处理机组编号 当地大气压力 B(Pa) 101325 状态点 新风状态点(W) 室内状态点(N) 新风热回收后状态点(W') 排风热回收后状态点(N') 热回收后结露(霜)判断 新风量 Lx(m3/h) 1000 干球温度 tg(℃) -12.00 22.00 4.32 1.60 安装位置 排风量 Lp(m3/h) 800 湿球温度 ts(℃) -13.53 12.28 -1.92 1.60 服务对象 显热回收效率η 60.0% 相对湿度 φ (%) 45.00 30.00 11.33 100.00
5.15
含湿量 d(g/kg) 0.58 4.34 0.58 0.58 4.00
0.00
焓 i(kJ/kg) -10.64 31.13 4.83 29.65 10.82
5.16
湿球温度下饱和 含湿量 ds(g/kg) 1.12 8.08 2.94 7.78 4.00 含湿量 d'(g/kg) 0.58 4.34 0.58 0.58 4.00 d-d' (g/kg) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
t
湿回收效率η 0.0%
d
全热回收效率η
i
机组加热量 Q(kW)
Байду номын сангаас
显热回收量 Qt(kW)
湿回收量 D(kg/h)
全热回收量 Qi(kW)
46.3%
湿球温度下饱和水蒸 气分压力 Pbs(Pa) 182 1300 476 1252 648
8.27
水蒸气分压力 Pq(Pa) 94 702 94 94 648
7.24
湿球温度下饱和水蒸 气分压力 Pbs(Pa) 182 544 水蒸气分压力 Pq(Pa) 94 94 含湿量 d(g/kg) 0.58 0.58 焓 i(kJ/kg) -10.64 7.49 湿球温度下饱和 含湿量 ds(g/kg) 1.12 3.36 含湿量 d'(g/kg) 0.58 0.58 d-d' (g/kg) 0.00 0.00
排风热回收后出现结露(霜)现象！
表2：适用于新风经过热回收装置预热、再经加热、加湿处理至室内状态的新风机组选择计算
空气处理机组编号 当地大气压力 B(Pa) 101325 状态点 新风状态点(W) 室内状态点(N) 新风热回收后状态点(W') 热盘管出口状态点(Ot) 排风热回收后状态点(N') 热回收后结露(霜)判断 新风量 Lx(m /h) 1000 干球温度 tg(℃) -12.00 20.00 3.36 29.47 0.80
状态点 新风状态点(W) 热盘管出口状态点(Ot)
干球温度 tg(℃) -12.00 6.00
湿球温度 ts(℃) -13.53 -0.91
表4：适用于新风经过热回收装置预热、再经加热器加热至任一温度的新风机组选择计算
空气处理机组编号 当地大气压力 B(Pa) 101325 状态点 新风状态点(W) 室内状态点(N) 新风热回收后状态点(W') 热盘管出口状态点(Ot) 排风热回收后状态点(N') 热回收后结露(霜)判断 新风量 Lx(m3/h) 1000 干球温度 tg(℃) -12.00 20.00 3.36 28.00 0.80 安装位置 排风量 Lp(m3/h) 800 湿球温度 ts(℃) -13.53 10.85 -2.51 10.29 0.80 服务对象 显热回收效率η 60.0% 相对湿度 φ (%) 45.00 30.00 12.12 2.49 100.00
3
安装位置 排风量 Lp(m /h) 800 湿球温度 ts(℃) -13.53 10.85 -2.51 10.93 0.80
3
服务对象 显热回收效率η 60.0% 相对湿度 φ (%) 45.00 30.00 12.12 2.29 100.00
t
湿回收效率η 0.0%
d
全热回收效率η
i
加湿方式 机组加热量 Q(kW)
t
湿回收效率η 0.0%
d
全热回收效率η
i
显热回收量 Qt(kW)
湿回收量 D(kg/h)
全热回收量 Qi(kW)
45.4%
湿球温度下饱和水蒸 气分压力 Pbs(Pa) 182 1429 500 686
5.47
水蒸气分压力 Pq(Pa) 94 793 94 686
0.00
含湿量 d(g/kg) 0.58 4.91 0.58 4.24
等焓 机组加湿量 W(kg/h)
显热回收量 Qt(kW)
湿回收量 D(kg/h)
全热回收量 Qi(kW)
46.3%
湿球温度下饱和水蒸 气分压力 Pbs(Pa) 182 1300 476 1306 648
8.77
水蒸气分压力 Pq(Pa) 94 702 94 94 648
4.51
含湿量 d(g/kg) 0.58 4.34 0.58 0.58 4.00
17.45
水蒸气分压力 Pq(Pa) 94 819 94
6.46
含湿量 d(g/kg) 0.58 5.07 0.58 焓 i(kJ/kg) -10.64 32.98 32.98 湿球温度下饱和 含湿量 ds(g/kg) 1.12 8.51 8.56 含湿量 d'(g/kg) 0.58 5.07 0.58 d-d' (g/kg) 0.00 0.00 0.00
5.15
焓 i(kJ/kg) -10.64 31.13 4.83 31.13 10.82
0.00
湿球温度下饱和 含湿量 ds(g/kg) 1.12 8.08 2.94 8.12 4.00
5.16
含湿量 d'(g/kg) 0.58 4.34 0.58 0.58 4.00 d-d' (g/kg) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5.48
焓 i(kJ/kg) -10.64 34.61 5.80 12.23 湿球温度下饱和 含湿量 ds(g/kg) 1.12 8.90 3.09 4.24 含湿量 d'(g/kg) 0.58 4.91 0.58 4.24 d-d' (g/kg) 0.00 0.00 0.00 0.00
饱和水蒸气分压力 Pb(Pa) 209 2645 832 686