代伯清                      

                                (武汉市建筑设计院)           

[摘要]  介绍铝加纸高效板式空气一空气全热新风交换器，包括研制方向，目的，形式，热力性能分析，测试数据分析等方面。

[关键词]  除湿  热能回收  全热换热效率  经济分析

1  概述
    近年来，随着市场经济的迅猛发展，社会购买能力的渐升趋势，人们对改善室内环境品质的呼声也日益高涨，空气热交换机以其独特的优势已在市场上逐步普及开来。市面上，已在使用的国外进口产品，如以吸附(吸收)方式为特征的转轮除湿式全热交换器和以导热导湿为特征的板式全热交换器，虽能保证室内环境的品质，但其价格相当高，除在工业类通风空调或换热温差较高等特殊场合应用外，较难推广。在国产品牌中，早在数年前，也曾有过以吸附（吸收）方式为特征的全热交换器的生产厂家，但终因产品成本高、售价高而难于推广。因此开发一种效率高、采用国产材料、易于实现价廉的全热新风交换器就具有极大的实用意义和经济价值。

2  全热交换器的研制方向与目的
    因空气一空气全热交换器采用的是双向换气形式，内部设置二台独立的风机及其控制、必备的两个过滤装置和一台交换器芯体是必不可少的。我们在分析交换器价格构成的时侯了解到，交换器芯体不仅是这个交换器的工作性能好坏的主体，也是影响整个机器价格高低的关键。因此，寻找廉价的全热换热芯体材料就是降低总造价的主要方向。在目前的材料市场上，这类材料由于其工艺复杂，故售价普遍偏高，难以普及。

   大力推广全热交换器，主要是源于它的特点及优势，既能适应以供暖为主的北方地区，也能适应以供冷为主的南方地区，并能延长一年中的运行时间数。而目前在市场上销售的显热型换热器的在以供暖为特征的北方地区应用尚可，如要用于南方地区则效率不高。经过经济比较计算，全热新风交换器热回收计算结果为：

   夏季  每单位质量新风可从排风中回收冷量

 （显热）5722.7KJ/kg(1366.9kcal/kg)

  (全热) 24978KJ/kg(5965.9kcal/kg)  

冬季 每单位质量新风可从排风中回收热量

(显热) 2771.5KJ/kg(661.97kcal/kg)

(全热) 6440.7KJ/kg(1538.3kcal/kg)

从以上计算结果可得出如下结论：（1）对显热交换器而言，夏季回收量是冬季的2倍，焓效率约为30%，冬季的焓效率约50%；（2）对全热交换器而言，夏季热回收量是显热交换器的2倍，效率达55%以上，是冬季回收量的3.5倍；冬季的焓效率与显热交换器的焓效率相当，约50%；（3）全热回收量大于显热回收量；（4）热回收量夏季大于冬季，对于湿热天气为特征的长江中下游地区使用全热交换器尤其适当。

全热交换器要在常温状态下保证有较高的热湿交换效率，取决于它所采用的芯体材料。因为采用一种既易于吸湿又易于解吸的芯体材料，就能够保证交换器在空气调节系统中有较高且连续的换热传湿效率，且无交叉污染。当采用这种高效的芯体材料的全热交换器应用于北方地区的时候，还可使室外空气在进入室内时被加湿；而用于南方地区时，又使室外空气在进入室内时被减湿；并与排气进行换热，从而实现热湿的转移与交换。机内不会产生冷凝水析出的现象。

3 交换器形式的选定及其热力性能分析

    根据前面的分析与研究，将全热交换器应具备的特性归纳为：常温范围内的传热传湿性能好，不交叉污染，气流阻力低；材料来源广泛，价格低；易于配套选用和安装。

全热交换器传热传湿性能的好坏取决于选用的芯体材料。我们经过反复的筛选比较，最终选定用导温导热性能优良的金属板膜片与高分子平板膜片成对组合，再在其间辅以多孔金属波纹片为支撑而构成。由于采用混合构造的方式，这种材料的传热快，且对于空气的流动阻力小，并在通道貌岸然内也能形成某些扰动，使水汽被强烈吸收并透过高分子膜片到达另一侧，而空气不能通过。此过程中有导热，即通过金属膜的导热和高分子膜片的导热导湿，发生水汽分压提高直至凝结放热过程和在相邻另一通道貌岸然内发生的蒸发冷却过程同时时进行，连绵不断。（详图1）本构造已申请中国专利。

3.1从I-D图上看这两个过程

4  测试强果与分析

   按上述原则选定的材料与结构，生产出来的全热交换器包括平行板式和螺旋板式两大类。

   夏季数据如下

   T1——进风入口温度             T2——进风出口温度

   Tn——室内温度                φ1——进风入口空气湿度

   φ2——进风出口空气湿度        φn——室内空气湿度

   ηt——温度效率                ηi——焓效率

效率计算公式：

1、温度效率  ηt=（T1—T2）/（T1—Tn）×100%

2、焓效率    ηi=(I1—I2)/（I1—In）×100%

                       温度℃　　　　     　湿度%             效率

序号    风量

        m3/h      T1       T2    Tn      φ1     φ2      φn      ηt       ηi

  1      800      40.0  30.4   26.8      47.8  66.7  57.8      72.7    55.0   

  2      800      40.8  31.0   27.0      49.8  66.4  58.6      71.0    56.0     

  3      800      41.0  30.7   27.0      48.4  66.9  58.3      72.7    55.7

平均值    /        40.6  30.7   27.0      48.4  66.9  58.3      72.7    55.7

据以上数据可以得出以下几个结果：  
    (1)夏季全热交换效率全热效率55％；
    (2)显热效率在代数学上等于焓效率；
    (3)在给定的测试条件下，夏季对进入室内的室外空气有强烈的降湿减湿作用。
    (4)稍作结构上的调整，也具有加湿调湿的发展余地，做到一机多用。
    (5)热交换芯体阻力低，阻力在140Pa以下。