排風(fēng)熱回收系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析
——以湖北恩施某二星級綠色建筑項(xiàng)目為例

張 霖

恩施市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 湖北 恩施州 445000

正文：

引言

新風(fēng)負(fù)荷在暖通空調(diào)能耗中占有很大的比重，新風(fēng)也是滿足人們室內(nèi)健康生活的重要保證。新風(fēng)的引入勢必會(huì)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，但也會(huì)引入新風(fēng)負(fù)荷，增加供暖壓力和空調(diào)負(fù)荷。夏季排風(fēng)溫度小于室外空氣溫度，冬季排風(fēng)溫度大于室外空氣溫度，因此可以利用排風(fēng)中的能量來處理新風(fēng)，而排風(fēng)熱回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收，解決新風(fēng)負(fù)荷問題，達(dá)到節(jié)能的目的。

綠色建筑是一種高效率、環(huán)境好而又可持續(xù)發(fā)展的建筑，是建筑發(fā)展的必然要求，《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378-2014第5.2.13條“排風(fēng)能量回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理并運(yùn)行可靠”，提出了排風(fēng)熱回收的要求。綠建標(biāo)準(zhǔn)提出設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《空調(diào)系統(tǒng)熱回收裝置選用與安裝》06K301-2對排風(fēng)熱回收裝置的選用原則：當(dāng)建筑內(nèi)設(shè)有集中排風(fēng)系統(tǒng)，并符合下列條件之一時(shí)，宜設(shè)置排風(fēng)熱回收裝置，但選用的熱回收裝置的額定顯熱效率原則上不低于60%，全熱效率不低于50%；送風(fēng)量大于或等于3000m3/h的直流式空調(diào)系統(tǒng)，且新風(fēng)與排風(fēng)之間的溫差大于8℃時(shí)；設(shè)計(jì)新風(fēng)量大于或等于4000m3/h的全空氣空調(diào)系統(tǒng)，且新風(fēng)與排風(fēng)之間的溫差大于8℃時(shí)；設(shè)有獨(dú)立新風(fēng)和排風(fēng)的系統(tǒng)。

一、項(xiàng)目概況

恩施某項(xiàng)目位于恩施州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，建筑占地面積為3158.34㎡，總建筑面積為20036.81㎡，地上9層，建筑總高度為34.2m。項(xiàng)目樓層主要為餐廳、辦公室、會(huì)議室、資料室和檔案室等功能房間。項(xiàng)目效果圖如下圖所示。

二、排風(fēng)熱回收系統(tǒng)方案

隨著通風(fēng)換氣與空氣質(zhì)量問題越來越被人們所關(guān)注和重視，新風(fēng)換氣已經(jīng)成為空調(diào)系統(tǒng)中一個(gè)主要的耗能部分。如果能夠利用空調(diào)排風(fēng)中的余熱，就可以減少處理新風(fēng)所需的能耗，減小與之相關(guān)的冷熱源、水泵及管道等設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，從而降低系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用，提高空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

本項(xiàng)目共設(shè)置9臺(tái)新風(fēng)熱回收機(jī)組，與室內(nèi)回風(fēng)進(jìn)行全熱交換，回收排風(fēng)的能量，新風(fēng)熱回收機(jī)組設(shè)備表如表1所示：

表1 新風(fēng)熱回收機(jī)組設(shè)備表

三、經(jīng)濟(jì)性比較

1、主要設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)恩施市氣象條件及暖通空調(diào)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明，室內(nèi)外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如表2所示：

表2 室內(nèi)外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

2、節(jié)能計(jì)算

以表2中夏季工況新風(fēng)量為6000m3/h的新風(fēng)熱回收機(jī)組為例進(jìn)行計(jì)算。

夏季全熱回收效率為65%，新風(fēng)經(jīng)過全熱回收裝置后干球溫度：t=34.3-[34.3-26]×65%=28.9℃，新風(fēng)送風(fēng)焓值為：h=83.3-[83.3-58.8]×65%=67.4kj/kg，夏季工況全熱回收后新風(fēng)送風(fēng)參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 夏季工況全熱回收后新風(fēng)送風(fēng)參數(shù)

如果不使用熱回收裝置，此部分新風(fēng)冷負(fù)荷就要增加到空調(diào)負(fù)荷中?？照{(diào)能效比按2.4計(jì)算，處理31.850kW負(fù)荷所消耗的電功率為：31.850/2.4=13.271kW。

設(shè)置全熱熱回收裝置，設(shè)備的送/排風(fēng)阻力有所增加，增加的阻力所消耗的功率為：[6000×300/3600]×2/65%/1000 = 1.538kW。

全熱熱回收裝置凈節(jié)能功率為：13.271kW-1.538kW=11.733kW。

以每天運(yùn)行10小時(shí)，夏季運(yùn)行120個(gè)工作日，電價(jià)按湖北省一般工商業(yè)用電0.783元/kWh計(jì)算，此機(jī)組一個(gè)夏季所節(jié)省的電能為：11.733×10×120=14079kWh，新風(fēng)熱回收機(jī)組夏季工況節(jié)能效益見表4。

表4 夏季工況新風(fēng)熱回收機(jī)組節(jié)能效益

同理，冬季運(yùn)行90個(gè)工作日，每天運(yùn)行10小時(shí)，冬季工況節(jié)能效益見表5。

表5 冬季工況新風(fēng)熱回收機(jī)組節(jié)能效益

從上表可看出，恩施項(xiàng)目中冬季工況中新風(fēng)熱回收機(jī)組單臺(tái)機(jī)組凈節(jié)能功率比夏季工況高6.7%～7%。

3、經(jīng)濟(jì)分析

（1）節(jié)能效益

通過上述計(jì)算，采用全熱回收系統(tǒng)與不采用全熱回收系統(tǒng)相比，每年總節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用見表6。

表6 新風(fēng)熱回收機(jī)組冬夏工況節(jié)能效益

（2）靜態(tài)投資回收期

按項(xiàng)目新風(fēng)熱回收機(jī)組的初投資為46.4萬元（按新風(fēng)量8元/（m3/h））計(jì)算，這部分費(fèi)用即為該綠色建筑技術(shù)增量成本。根據(jù)項(xiàng)目的增量成本和節(jié)能效益得到的系統(tǒng)節(jié)能量，計(jì)算項(xiàng)目的靜態(tài)投資回收期。靜態(tài)投資回收期按下式計(jì)算：

式中：T——靜態(tài)投資回收期，年；

K——項(xiàng)目的增量成本，萬元；

M——系統(tǒng)節(jié)能所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，萬元。計(jì)算得出采用新風(fēng)熱回收機(jī)組增量成本的靜態(tài)投資回收期為2.4年。

四、結(jié)語

本文以《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378-2014第5.2.13條為依據(jù)，結(jié)合恩施當(dāng)?shù)貙?shí)際項(xiàng)目，對排風(fēng)熱回收系統(tǒng)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

1、恩施當(dāng)?shù)夭捎萌珶峄厥障到y(tǒng)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，在5年之內(nèi)可回收成本，節(jié)能效果明顯。

2、項(xiàng)目中冬季工況中新風(fēng)熱回收機(jī)組單臺(tái)機(jī)組凈節(jié)能功率比夏季工況高6.7%～7%，冬季節(jié)能效果更明顯，但由于夏季運(yùn)行時(shí)間較長，夏季工況總節(jié)約電能要優(yōu)于冬季。