热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用

引言

尤其是建筑环境与设备工程的构建和应用，更是发挥出了较为突出的作用。但是在建筑工程项目长期应用中，大量设备和系统的应用同样也存在着一些不利因素，比如能耗损失和浪费问题就不容忽视，尤其是对于建筑工程项目中大量浪费的热能，更是需要引起高度重视。热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用成为比较受关注的核心技术，技术人员应该注重予以优化运用，最大程度上发挥出热回收技术的应用价值。

1 热回收技术的应用原理

热回收技术作为现代建筑工程中的重要技术，具备显著的节能效益和良好的环境保护作用。该技术的核心原理是通过合理进行技术设计与应用，将建筑内、外产生的余热或余冷进行有效回收与利用，减少能源浪费，提高能效。热回收技术的应用离不开对余热和余冷的全面分析，建筑工程中能量的流动和转换较为复杂，建筑内设备、人员的活动及外部气候变化都会影响能源的使用效率。根据建筑环境的实际情况，要识别出可回收的热源，如空调系统、热水系统、工业设备等产生的余热，据此合理设置热回收器，选择合适的回收技术，从而提高能效。在热回收器选择方面，现阶段市场上可供选择的热回收器类型较多，如管壳式、翅片管式、板式及套管式等。不同类型的热回收器各有其适用场景和特点，应根据建筑工程的具体需求进行优化配置。例如，在商业建筑中，更倾向于使用板式换热器，其体积小、换热效率高，适合空间有限的环境，可在补充建筑热能的同时进一步降低能耗。在传统的空调制冷系统中，制冷剂经过压缩机后排出高温高压的气体，在这个过程中可以利用余热的方式加热生活用水。例如，由于制冷剂具备高温特性，可以将其余热用于加热浴室或厨房用水，为建筑提供部分热水，减少对传统热水器的需求，从而降低建筑的能耗。冷凝器主要负责将高温气体冷凝成液体，让释放出来的热量被回收并加以利用。液态制冷剂通过膨胀阀降压后进入蒸发器，通过吸收室内空气的热量再次蒸发为气体，完成一轮完整的热交换。此外，蒸发器不仅可以从室内环境中吸收热量，也有助于调节室内温度，提高舒适度，能在一定程度上平衡建筑内部与外部的温度变化，实现热能动态管理。

2 热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用原则

2.1 适用性原则

适用性原则强调新引入的热回收技术须与已有的建筑环境与设备工程相匹配，在实施热回收技术前，须全面评估现有建筑的结构、布局和运行方式，以确保新增设备或设施不会对建筑的整体性能造成负面影响。

2.2 耐久性原则

在建筑环境中，设备稳定性至关重要，特别是在引入新增设施和材料时，首先要评估所选用的新材料和设施是否具备良好的耐用性，能否承受长期运行带来的压力和磨损，并保持良好的热回收性能。在设计或改造热回收系统时，应考虑维护的便利性，尽量选择易于维护和更换的部件，以减少长期运营中的额外成本。应用热回收技术还应保障其运行可靠性和安全性，设备须符合相应的安全标准，提高其在运行过程中的安全性。例如，在热回收系统中可能涉及高温、压力等条件，若系统设计不合理，可能出现漏水、爆管等安全隐患，采用科学合理的设计方法、选用高品质的材料、进行严格的安装和调试是保障热回收技术安全应用的重要手段。

3 热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用措施

3.1 空气-空气热回收装置应用

板式热回收器：在新风与排风管道交叉处设置金属或高分子材料换热板，利用显热交换回收热量。适用于一般办公建筑，换热效率可达 60%-70% ，冬季可将- .5^∘C 的新风预热至 10^∘C 以上（以排风温度 20^∘C 计），降低空调加热负荷。转轮式热回收器：采用蜂窝状蓄热转轮（填充铝箔或吸附材料），交替接触新风与排风，同时回收显热与潜热（湿度），换热效率达 75%85% 。

特别适用于商场、酒店等湿度敏感场所，夏季可回收排风冷量降低新风湿度（如将室外 30‰ 的新风处理至 25^∘C/60% ），减少空调除湿能耗。热管式热回收器：利用工质相变（蒸发-冷凝）传递热量，无需动力驱动，适用于防爆、多房间分散通风场景（如实验室）。其单组换热效率约 60% ，且可通过串联提升至 80% ，安装时需保持倾斜角度（利于工质回流）。

3.2 排风余热深度利用

冬季预热新风 ⁺ 辅助供暖：寒冷地区建筑（如北方办公楼）的排风温度约 18^∘C ，通过热回收装置将新风预热后，若仍需升温，可将剩余热量通过风机盘管为走廊、卫生间等辅助区域供暖，减少主空调系统负荷。夏季预冷新风 _i+ 除湿：南方潮湿地区，排风经热回收器冷却新风后，冷凝水可收集用于卫生间冲厕或绿化灌溉，实现“余热回收 ⁺ 水资源利用”双重效益。

3.3 制冷系统冷凝热回收

热泵型空调热回收：在空调冷凝器侧增设热交换器，回收制冷剂冷凝释放的热量（约为制冷量的 1.1-1.2 倍），用于加热生活热水。酒店、医院等热水需求大的建筑采用此措施，可节省燃气热水器能耗 60% 以上。例如，某酒店100 台客房空调的冷凝热，每天可产 60^∘C 热水5 吨，满足 50% 的客房用水需求。螺杆机组热回收改造：大型中央空调螺杆机组可加装热回收器，回收 60%-70% 的冷凝热，产出 50–60^∘C 热水。改造后机组 COP（能效比）提升 15%-20% ，且夏季可降低冷凝器散热负荷（如减少冷却塔运行时间）。

3.4 洗浴污水热回收

套管式污水热回收装置：在浴室排水立管处安装不锈钢套管换热器，冷水在套管内层流动，污水在夹层流动，通过温差换热预热冷水（可将冷水从 15^∘C 加热至 25-30^∘C ）。适用于酒店、高校宿舍，热回收效率约50%-60% ，可降低燃气热水器能耗 40% 。膜式污水热回收系统：采用疏水透气膜（如 PTFE 膜）分隔污水与清水，通过蒸汽渗透传递热量，避免污水与换热器直接接触，减少堵塞风险。医院手术室、月子中心等对卫生要求高的场所适用，换热效率约 45% ，但维护成本较低。

3.5 电气设备散热回收

数据中心余热供暖：服务器机房空调系统需持续制冷（温度维持20-24°C; ），通过乙二醇溶液在服务器机柜内的冷板吸热，将热量传递至热泵机组，提升至供暖温度（ 45-50^∘C ）后为周边办公楼供暖。某数据中心采用此技术，年回收余热 1.2 万 GJ，满足 2 万㎡建筑的冬季供暖需求。电梯机房热回收：电梯运行时电机散热使机房温度达 35⋅40^∘C ，安装小型热管换热器将热量转移至楼梯间供暖（冬季）或预热新风（过渡季），单台电梯年可回收热量约 5000kWh 。

结束语

热回收技术在建筑环境与设备工程中具有广泛的应用前景，其核心在于有效回收建筑物运营中的废热，提高能源使用效率，减少建筑对传统能源的依赖，从而降低建筑运营成本和碳排放。当前，热回收技术已在多个领域取得了显著成效，包括空调系统、热水供应及工业余热利用领域等，但热回收技术的推广与应用受到多种因素的限制，如技术成熟度、经济性、政策支持等。因此，未来仍需加强对热回收技术的研究与创新，以提高其适用性与可靠性。

参考文献

[1]王郭兴.热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用分析[J].大众标准化,2021(07):20-22.

[2]张艳秋.热回收技术在建筑环境与设备工程中的应用[J].中国建筑装饰装修,2020(10):123.

[3]刘璐，王岩．浅谈热回收技术在建筑工程中的应用［J］．建材发展导向(上)，2020，18(7):177