近零能耗居住建筑中采用热回收装置

近零能耗居住建筑中采用热回收装置基于GB/T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》，提出了近零能耗居住建筑中采用新风热回收装置全年节能量计算方法，并对全国主要气候区5个代表城市近零能耗居住建筑中采用热回收装置的全年节能量进行了计算分析，给出了各代表城市近零能耗居住建筑中采用热回收装置全年节能量范围，并分别给出了过渡季采用机械通风和自然通风时设置旁通功能对热回收装置全年节能量的提高程度。0

引言GB/T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》已于2019年实施。该标准对近零能耗建筑围护结构的保温性能、气密性能及机电设备的能效提出了较高要求，同时对所采用的新风热回收装置的交换效率进行了明确规定。由于随着供暖空调系统能效的提高，热回收装置的节能量会减少，因此对于不同的建筑节能标准，新风热回收装置的节能效果会有所不同，而目前尚无针对GB/T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》的热回收装置全年节能量的计算方法研究。本文基于GB/T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》对近零能耗居住建筑中采用新风热回收装置的全年节能量计算方法进行了研究，并对全国主要气候区代表城市近零能耗居住建筑中采用热回收装置的全年节能量进行了计算分析，以期为近零能耗居住建筑的性能化设计提供参考。1

全年节能量计算方法居住建筑采用热回收装置设计阶段全年节能量计算的基本思路为：确定研究对象和目标参数，划分全年供暖空调时间段，根据典型年逐时气象数据对逐时节能量进行计算并累加，进而得到全年节能量。典型年逐时气象数据取自《中国建筑热环境分析专用气象数据集》。1.1

研究对象本研究以满足GB/T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》的居住建筑为研究对象，其采用分散式房间空调器作为建筑的冷源，采用户式燃气供暖热水炉作为供暖热源，热回收新风机组的新风量、排风量相等，不考虑冬季预热防霜。1.2

目标参数的确定在设计阶段，热回收装置单位新风量的全年节能量可以作为建筑整体能耗评价的输入，因此本研究以单位新风量的全年节能量作为计算的目标参数。全年节能量的计算基准为同条件下不安装热回收装置的居住建筑。1.3

全年供暖空调时间段的划分为了计算热回收装置的全年节能量，需要了解暖通空调各设备的运行状态和运行时间。在不同的时间段，暖通空调设备的运行状态不同，因此需要对全年供暖空调时间段进行划分。对于居住建筑，其供暖、空调时间与冬季、夏季时间基本一致，因此要进行全年供暖空调时间段的划分，先进行四季时间段的划分。根据气象学中对四季的定义划分四季的时间：连续5日平均气温超过10

℃为入春；连续5日平均气温超过22

℃为入夏；连续5日平均气温低于22

℃为入秋；连续5日平均气温低于10

℃为入冬。1.4

冬季逐时节能量的计算对于显热回收装置和全热回收装置，因热回收而减少的供热量分别按式（1）、（2）计算：式（1）、（2）中

ΔQh、ΔQ′h分别为采用显热回收装置和全热回收装置时因热回收而减少的供热量，kW；te、to分别为排风进口、新风进口温度，℃；hs、he分别为排风进口、新风进口比焓，kJ/kg；

cp为空气的比定压热容，1.01kJ/（kg·℃）；ρ为空气的密度，1.2kg/m3；L为单位新（排）风量，1m3/h；

ηs、ηt分别为显热交换效率和全热交换效率。采用燃气炉供暖，因热回收而减少的燃气炉能耗（转换为电耗）按下式计算：式中

ΔNb为因热回收而减少的锅炉能耗（转换为电耗），kW；φ为天然气与标准煤折算系数，取1.21kg/m3；η1为燃气锅炉的热效率；q1为标准天然气热值，取9.87kW·h/m3；q2为发电煤耗，取0.31kg/（kW·h）。因热回收芯体阻力而增加的新、排风机能耗按下式计算：式中

ΔNf为因热回收芯体阻力而增加的新、排风机能耗，kW；P为热回收芯体的阻力，Pa；

ηCD为电动机传动效率，取85.5%；ηF为风机效率，取80%。因经过热回收芯体新风侧和排风侧的风量和阻力相等，新、排风机增加的能耗亦相同，故式（4）中能耗乘2。如果热回收装置不带旁通功能，其逐时节能量按下式计算：式中

Nh为冬季热回收装置的逐时节能量，kW。当新排风进口温差或比焓差较小时，ΔNb可能小于ΔNf，逐时节能量Nh为负值，即不节能。如果热回收装置具有旁通功能（具有旁通功能的热回收装置其风机可变速，下同），则此时应切换至旁通状态，逐时节能量Nh=0。1.5

夏季逐时节能量的计算对于显热回收装置和全热回收装置，因热回收而减少的制冷量需求分别按式（6）、（7）计算：

式（6）、（7）中

ΔQc、ΔQ′c分别为采用显热回收装置和全热回收装置时因热回收而减少的制冷量，kW。采用房间空调器制冷，因热回收而减少的制冷电耗按式（8）计算：

式中

ΔNc为因热回收而减少的制冷电耗，kW；SEER为房间空调器的制冷季节能效比。因热回收芯体阻力而增加的新、排风机能耗ΔNf按式（4）计算。如果热回收装置不带旁通功能，其逐时节能量按下式计算：

式中

Nc为夏季热回收装置的逐时节能量，kW。当新、排风进口温差或比焓差较小时，ΔNc可能小于ΔNf，逐时节能量Nc为负值，即不节能。如果热回收装置具有旁通功能，则此时应切换至旁通状态，逐时节能量Nc=0。1.6

过渡季逐时节能量的计算对于过渡季采用机械通风的居住建筑，如果热回收装置不带旁通功能，其逐时节能量按下式计算：

式中

Nt为过渡季热回收装置的逐时节能量，kW。此时逐时节能量Nt为负值，即不节能。如果热回收装置具有旁通功能，则过渡季切换至旁通状态，逐时节能量Nt=0。对于过渡季采用自然通风的居住建筑，无论热回收装置是否具有旁通功能，其逐时节能量Nt均为0。1.7

全年节能量的计算热回收装置单位新风量的全年节能量为冬季节能量和夏季节能量及过渡季节能量之和，按下式计算：式中

Na为热回收装置单位新风量的全年节能量，kW·h/（m3/h）；Nh，

i为冬季热回收装置i