高效废气回收TemoVex250废气热回收交换器

建筑会通过外围护结构、通风和废水流失热量。除了建造一个U值很低的表皮，还有许多办法可以回收热。热交换器和热泵可从通风和废水中回收热量。通风系统中的空气——空气热交换器是最原始也最普遍的热回收技术。这种技术现在已经被废气热泵取代。用于废水的热回收器最早在公共泳池和洗衣店使用，但自从技术不再昂贵并操作简单后，也开始在公寓楼中使用。动态保温是一种使许多建筑师和工程师着迷的方法，但调控存在困难。这种技术在室内公共泳池的屋顶上的使用发展得最成熟。

1）空气—空气热交换器

空气—空气热交换器回收废气中的热量用来加热新风（图2-63、图2-64）。这需要昂贵而复杂的机械排风、新风系统。如果建筑不是完全气密的或系统调整不恰当，建筑内部会形成过高气压，造成潮气损害。要恰当地使用这一系统要求建筑气密性非常好，一般来说1980年后建的建筑才能满足。有许多种用于通风系统的热交换器。

（1）历史操作经验。使用废热回收交换器的历史记录是比较糟糕的。高水平热回收器还没有达到能批量生产的水平。空气—空气热交换器一直是一项非盈利投资。问题包括冬天的冰冻、噪音、漏缝以及保温性差的管道和热交换器。系统不易维护与清洁，操作和维护工具也不足。操作的困难导致对维护和清洁的忽视，造成系统内部污垢及热回收能力减弱。管道系统藏污和过滤器的堵塞会造成系统不平衡以及气流不足等严重问题。安装不够仔细，调节系统也不完善，这是导致必须进行通风系统检测的原因之一。

图2-61　使用反射和保温窗百叶的不同方法

资料源于建筑师拉尔夫　厄斯金（Ralph Erskine）Egelius，Mats. 1988

图2-62　窗百叶、软百叶、窗帘和幕帘

窗百叶、软百叶、窗帘和幕帘可以调节通过窗户进入的太阳辐射和热量损失。保温百叶和幕帘应放在窗外侧以避免冷凝水

图2-63　空气—空气热交换器原理示意图

废气里的热量可以用空气—空气热交换器回收，废气中的热量在热交换器中用来加热新风

图2-64　空气—空气热交换系统

将废气从厨房、浴室和生活区吸出，用来加热新风。加热的新风被吹入卧室和起居室。资料源于REC Indovent公司

图2-65　热泵（HP）回收废气中的热量示意图

热泵带走废气中的热量使其冷却，同时提供能量给热水器（HWH）加热水，热泵也可以利用空气湿气中的冷凝热

图2-66　单户住宅中的废气热泵

废气热泵需要维护，含有氟利昂，并且昂贵。但是，进步是值得肯定的。它们变得更可靠、更便宜，并且已经有不含氟利昂的替代选择

图2-67　Temo Vex250废气热回收交换器

该交换器由Temo Vex Svenska公司生产，是瑞典能源署举办的竞赛获奖作品之一，通过串联两个逆流式热交换器达到高效节能。另一个获胜作品 是HERU 50，由C.A. Östberg公司制造，装有不需要除霜的旋转式热交换器。资料源于www.stem.se，Värmeåtervinning av ventilationsluft-Förbättra inomhusklimatet och minska energikostnaderna

图2-68　独栋住宅中的热交换器

该住宅位于瑞典哥德堡林多斯（Lindås），其没有供暖系统，热交换器被放置于厨房的橱柜里

（2）新型热交换器。近几年已开发出较好的空气—空气热交换器。在通风系统热回收设备的竞赛中，获胜的系统达到了很高的效率（85%），易于清洁和更换过滤器，具有良好气密性且静音，容易维护，并附有简单明了的说明书。有指示器显示气流以及该何时更换过滤器与除霜器。风扇可以调节，因此如果建筑没有使用时气流可以调弱。同样，热回收器在夏天可以断开。耗电功率大约是95 W。(www.xing528.com)

2）废气热泵

废气热泵在废气排出建筑的过程中回收它的热量。热量用来供暖水有时也用于空间供暖。这个选择的优点是不需要新风和排风系统，可以安装在只有普通排气系统的地方。废气热泵的一个缺点是可能发生故障。同时需要指出的是废气热泵也很昂贵，因此不值得在单户节能住宅中安装。废气热泵常用于公寓楼和其他大型建筑（图2-65至图2-70）。

图2-69　多层建筑中的废气热泵

建筑安装有风扇加强的自然通风系统，废气热交换器可以从通风烟囱中回收热量。回收的热量在热水器（储水箱）中用来加热水。资料源于列夫　欣德格伦（Leif Kindgren）绘制

图2-70　只有很低气压损失的热交换器

该热交换器由SPAR-VEN公司研发，可用于自然通风。这种热交换器有小的金属细丝可以吸收废气中的热量，它可以放在通风口与废气热泵共同使用。产生的热量常用于为建筑加热热水

（1）热泵如何工作。首先传热介质经由废气加热，废气在供暖的房间中至少有20 ℃。然后传热介质在受到热泵压缩时会温度上升释放出热量，可以用来加热供暖用水。以前大部分热泵包含氟利昂。现在只有“软化氟利昂”在使用，目的是使用不会影响到臭氧或气候的传热介质，比如在小型热泵中使用丁烷或戊烷，在大型热泵中使用氨。

（2）使用经验。近年来，许多废气热泵出现故障，所有的情况都是因为压缩机出现了问题，其中有些型号出现不计其数的故障。根据制造商的说法，问题出现于向更加环保的制冷剂转型的时期。一些热泵需要大量维护并发出很大的噪音。保险公司的网站有时为热泵和其他装置提供损失清单。废气热泵比热回收器需要投入更多，但反过来也能提供更多热量。难以确定这些投资相对于减少的供暖费用来说是否有盈利，因此使用废气热泵一直被质疑。它们相对较贵，并且在保温性能极佳供暖需求较小的建筑里它们几乎不能盈利。

图2-71　采用双层套管的废水热交换器

它一般用于有大量废水的建筑，污水在内管加热外管的净水。资料源于奥克什贝里亚（Åkersberga）能源供给公司

图2-72　艾瑞克　海登斯泰德（Erik Hedenstedts）住宅中的废水热交换器

该住宅位于特鲁萨（Trosa），其废水热交换器采用垂直安装方式。资料源于www.ekologiskabyggvaruhuset.se

图2-73　采用动态保温的室内游泳池

该游泳池位于苏格兰卡兰德（Callander）麦 克　莱　恩（McLaren）社区休闲中心。资料源于建筑师霍华德　利特尔（Howard Little）

3）废水热交换器

热水在使用时会释放热量到房间，但是热水中的大部分热量都随着废水一起流失掉了。热交换器可以利用废水中的热量预热进入建筑的冷水。这种装置在大量使用热水的地方采用，比如公共泳池，在单户节能住宅中也有尝试（图2-71、图2-72）。

（1）设计。废水热交换器可以被设计成不同形式。设计最重要的因素是便于清洁，因为废水中有许多污垢。举例来说，可以根据套管的原则设计一个热交换器，让污水在内管道流动，加热在外管道流动的洁净水，因为净水处于压力之下，而污水道则没有，因此不用担心净水是否会被污水污染，即使出现裂缝，也是净水流入污水，而不会反过来。

（2）分离箱。分离箱是一个完整的单元。它是一个结合了能源和污水的系统，可以提供建筑所需的全部能量，包括通风系统、热回收系统和净水与污水管理系统。热量从污水和垃圾干燥过程、卫生间污水及建筑通风系统中回收。营养物质以固体形式分离用于堆肥。这个系统可被单户或多户家庭房屋使用。

（3）大型设备。大型设备可以由预制构件迅速建成。它可以回收废水中大约50%的热量用来加热净水。如果不仅是热水，而是所有水都通过热交换器会达到最佳效果。为了有真正冷的饮用水，厨房的冷水管道可以从热交换器冷流一侧通过。在大部分热交换器中，卫生间污水被排除在热交换系统之外以减少堵塞问题。

4）动态保温

动态保温是一种新风通过保温材料吸入的构造方式。供暖建筑都会有热量流失，特别是从屋顶和墙体的保温层。如果使用这个装置就可以通过保温层吸入新鲜空气，吸入的空气被从保温层中的空气预热。

（1）动态屋面。允许空气被吸入和被挤压通过的“开敞”墙体存在很大的防风问题，因为不同的风向会对墙体产生不同的风压影响。因此，动态保温通常用在阁楼层，风压不会起决定性作用。许多建筑带有动态保温，但很难说在普通单户住宅中是否能起到节能作用。不过，对于公共室内泳池而言这是值得鼓励的选择，因为那有大量通风需求，空气也很潮湿（图2-73）。动态保温最早用于牛棚，新鲜空气从干草堆进入，这个办法被进一步发展为使用矿棉作为保温材料。比如，许多运动中心在天花板上运用了动态保温。最近几年，有建筑使用刨花水泥或纤维素板。挪威的GAIA集团已经尝试实践了许多项目中采用动态保温（图2-74）。

（2）保温材料。环保主义者对动态保温有强烈的兴趣，但是有些人担心保温材料的污染，因为它是作为过滤器使用的（虽然是很大的过滤器）。矿棉由尿素树脂制成的纤维组成，含有会不断挥发的甲醛。如果保温材料变得潮湿（这在天花板中是常见的），大量甲醛会挥发。纤维素纤维保温层因此被认为是更好的选择。不论何种类型的保温层，都会在整个建筑生命周期里作为空气的过滤器，但它不能被清洁或更换，这一点是对这种技术怀疑的根源。