CN111964240A - 一种建筑排风能量梯级回收再生利用系统 - Google Patents

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CN111964240A CN202010702722.7A CN202010702722A CN111964240A CN 111964240 A CN111964240 A CN 111964240A CN 202010702722 A CN202010702722 A CN 202010702722A CN 111964240 A CN111964240 A CN 111964240A
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李�杰
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    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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Abstract

本发明涉及建筑节能领域，是一种建筑排风能量梯级回收利用系统及方法。该系统注重挖掘建筑空调系统中排风能量蕴含的冷量或热量潜力，首先通过热源塔将排风能量作为室内制冷（供热）热泵的冷/热源进行第1级回收，再通过换热器将剩余能量作为新风降温（加热）热泵的冷/热源进行第2级回收。在不增加额外投资的情况下，将成熟技术进行系统性的创新耦合，通过梯级回收再生利用，建筑中原本被丢弃的排风能量得以发挥最大潜力，从而降低建筑能耗。

Description

一种建筑排风能量梯级回收再生利用系统
技术领域
本发明涉及建筑节能领域，是一种建筑排风能量梯级回收利用系统。
背景技术
现在的建筑内很多装有新风系统，一般采用全热交换机方式换热，新风和排风易发生串流，造价和维护费用较高，同时冬季最冷的时候热交换器经常会因结冰而失效。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种建筑排风能量梯级回收再生利用系统，挖掘排风中冷量或热量最大潜力，全面提高能源效率。
一种建筑排风能量梯级回收再生利用系统，包括排风系统、新风系统、热泵、热源塔、室内末端设备，室内排风通过热源塔与热泵进行换热，经过换热后的排风进一步与新风系统通过热泵进行耦合，排风能量得到梯级利用，
夏季冷量回收梯级利用：
风机1将27℃的室内排风首先作为冷源在热源塔中与热泵冷凝器供回水进行换热，经过换热后温度仍为27℃，但相对湿度从50%提升至95%；下一步再与为新风降温的热泵装置冷凝器进行换热，温度升高至32℃排到室外；
其中第1级回收利用，水泵2将热泵冷凝器中的27℃冷却水输送至热源塔换热后降温至22℃，同时在热泵蒸发器侧生产7℃冷冻水输送至室内承担室内显热负荷；
第2级回收利用中，为新风降温的热泵冷凝器侧通过水泵4将35℃冷却水与排风换热降温至30℃，蒸发器侧水泵5将7℃冷冻水与室外新风换热，将室外新风从35℃降温至27℃，通过风机3送入室内；
冬季热量回收梯级利用：
风机1将20℃的室内排风首先作为冷源在热源塔中与热泵蒸发器供回水进行换热，经过换热后温度降低至12℃；下一步再与为新风升温的热泵装置蒸发器进行换热，温度降低至7℃排到室外；
其中第1级回收利用，水泵2将热泵冷凝器中的10℃低温热源水输送至热源塔换热后升温至15℃，同时在热泵冷凝器侧生产45℃供热水输送至室内承担室内热负荷；
第2级回收利用中，为新风增温的热泵蒸发器侧通过水泵4将5℃低温热源水与排风换热升温至10℃，冷凝器侧水泵5将45℃冷冻水与室外新风换热，将室外新风从5℃升温至20℃，通过风机3送入室内。
本发明有以下优点：
1、以天然气为核心，实现天然气燃烧后烟气从1200℃~1000℃到60℃的全温度带梯级综合利用。
2、在此基础上通过地源热泵、蓄能水池、余热利用等设备之间的耦合互补，进行冷、热、电等能源需求的协同供应，将原本各自独立的处理工艺按照“能源流”的形式上进行系统化、集约化的耦合。
3、根据系统负荷变化设定运行策略，根据负荷波动分成三段，每段配置不同能源形式，使天然气和地热两种能源以及每一种技术都在最适宜的时刻工作，形成具备运行逻辑的联合能源供冷供热系统，实现负荷波动下的精细能源管理和高效运行。
附图说明
图1是本发明的系统原理示意图。
图2是本发明的系统夏季运行示意图。
图3是是本发明的系统冬季运行示意图。
具体实施方式
如图1，一种建筑排风能量梯级回收利用系统，系统主要由排风系统、新风系统、热泵、热源塔、室内末端设备及相关配套设施（阀门、水泵等）组成。其特征在于室内排风通过热源塔与热泵进行换热，经过换热后的排风进一步与新风系统通过热泵进行耦合，排风能量得到梯级利用，充分提高热泵运行效率，降低能源消耗，实现节能减排效。
如图2，夏季冷量回收梯级利用：
风机1将27℃的室内排风首先作为冷源在热源塔（冷却塔）中与热泵冷凝器供回水进行换热，经过换热后温度仍为27℃，但相对湿度从50%提升至95%；
下一步再与为新风降温的热泵装置冷凝器进行换热，温度升高至32℃排到室外。
其中第1级回收利用，水泵2将热泵冷凝器中的27℃冷却水输送至热源塔换热后降温至22℃，相比常规冷却塔制冷机组冷凝器35℃/30℃的设计供回水温度，冷却水温度降低了8℃，充分提高机组运行效率，同时在热泵蒸发器侧生产7℃冷冻水输送至室内承担室内显热负荷。
第2级回收利用中，为新风降温的热泵冷凝器侧通过水泵4将35℃冷却水与排风换热降温至30℃，蒸发器侧水泵5将7℃冷冻水与室外新风换热，将室外新风从35℃降温至27℃，通过风机3送入室内。
如图3，冬季热量回收梯级利用：
风机1将20℃的室内排风首先作为冷源在热源塔中与热泵蒸发器供回水进行换热，经过换热后温度降低至12℃；下一步再与为新风升温的热泵装置蒸发器进行换热，温度降低至7℃排到室外。
其中第1级回收利用，水泵2将热泵冷凝器中的10℃低温热源水输送至热源塔换热后升温至15℃，相比常规空气源热泵的设计供回水温度，充分提高机组运行效率，同时在热泵冷凝器侧生产45℃供热水输送至室内承担室内热负荷。
第2级回收利用中，为新风增温的热泵了蒸发器侧通过水泵4将5℃低温热源水与排风换热升温至10℃，冷凝器侧水泵5将45℃冷冻水与室外新风换热，将室外新风从5℃升温至20℃，通过风机3送入室内。

Claims (1)

1.一种建筑排风能量梯级回收再生利用系统，其特征在于，包括排风系统、新风系统、热泵、热源塔、室内末端设备，室内排风通过热源塔与热泵进行换热，经过换热后的排风进一步与新风系统通过热泵进行耦合，排风能量得到梯级利用，
夏季冷量回收梯级利用：
风机1将27℃的室内排风首先作为冷源在热源塔中与热泵冷凝器供回水进行换热，经过换热后温度仍为27℃，但相对湿度从50%提升至95%；下一步再与为新风降温的热泵装置冷凝器进行换热，温度升高至32℃排到室外；
其中第1级回收利用，水泵2将热泵冷凝器中的27℃冷却水输送至热源塔换热后降温至22℃，同时在热泵蒸发器侧生产7℃冷冻水输送至室内承担室内显热负荷；
第2级回收利用中，为新风降温的热泵冷凝器侧通过水泵4将35℃冷却水与排风换热降温至30℃，蒸发器侧水泵5将7℃冷冻水与室外新风换热，将室外新风从35℃降温至27℃，通过风机3送入室内；
冬季热量回收梯级利用：
风机1将20℃的室内排风首先作为冷源在热源塔中与热泵蒸发器供回水进行换热，经过换热后温度降低至12℃；下一步再与为新风升温的热泵装置蒸发器进行换热，温度降低至7℃排到室外；
其中第1级回收利用，水泵2将热泵冷凝器中的10℃低温热源水输送至热源塔换热后升温至15℃，同时在热泵冷凝器侧生产45℃供热水输送至室内承担室内热负荷；
第2级回收利用中，为新风增温的热泵蒸发器侧通过水泵4将5℃低温热源水与排风换热升温至10℃，冷凝器侧水泵5将45℃冷冻水与室外新风换热，将室外新风从5℃升温至20℃，通过风机3送入室内。
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