Skip to main content Start main content

2019年7月号

能量回收间接蒸发冷却器

节省中央空调系统新风冷却用电达35%


2017年8月,香港的气温高达摄氏36.6度,破了历史纪录。随着全球气候变化加剧,预料极端天气将出现得更频密。冷气机已不再是奢侈品,而是必需品。事实上,冷气空调佔了香港商用物业总用电量的最大部分,约佔24%[1]。有关方面的专家一直努力钻研能够控制室内湿度、通风和温度的节能方案,当中包括屋宇设备工程学系的杨洪兴教授。他率领研究团队研发崭新的能量回收间接蒸发冷却器,利用空调系统排放的冷空气预先冷却新风,同时降低新风的湿度,以减低空调系统的负荷,减少耗能。队团早前于大屿山东涌的街市试验该冷却器,证实它能把空调的新风冷却用电降低17至35%。

转轮式换热器:污染新风、保养成本高昂

大多香港人每天长时间工作于设有中央空调的室内空间,如办公室、餐馆、商场等,室内空气的质素自然对他们的健康有重大的影响。若通风系统无法引入足够的新风,那么,空气里二氧化碳、细菌等污染物的含量便有可能达到有害水平。在炎夏,由于新风的温度和湿度远比系统排出的空气高,我们可利用从室内排出的凉风预先降低新风的温度和湿度,以减少空气处理机组的制冷负荷。

传统上,能量回收空调系统一般采用转轮式换热器。这种转轮以能够吸水和吸热的物料制成,其表面呈蜂窝状。转轮在内进的新风通道与排风通道之间缓缓旋转,令两股气流交换水分和热能。某种程度上,转轮式换热器的确能降低新风的温度和湿度,但它同时会把两股空气的一小部分混合起来,对新风造成污染。杨教授补充说:「转轮中的微孔材料对气流也会产生不少阻力,因此需要较大的能量来驱动,令空气顺利通过。此外,微孔材料每三至五年便要更换一次,而摩打等移动部件也需要定期维修,令保养成本增加。」

能量回收间接蒸发冷却器:保养成本低、投资回收期较短

有别于转轮式换热器,杨教授团队所开发的间接蒸发冷却器通过中央空调系统的热交换器,以排放出来的空气来预冷新风,从而进行能量回收。间接蒸发冷却器有干、湿两种管道,分别供新风和排放的空气通过,两者以薄壁分隔,相间排列。水分在湿管道内回风中蒸发,从干管道内新风中吸收热量,令新风的温度下降;而在干管道内,新风的水分可能会凝结。管道内壁加了不同的镀膜,以提升热能交换的效率。团队成员陈奕博士表示:「湿管道内的亲水镀膜有助水分均匀地依附在其上,提升蒸发的效率。另一方面,由于干管道内的水分会减慢热量和质量的传递,影响冷却新风的效率,所以干管道内壁加了疏水镀膜,令凝结其上的水分能够立即被排出来。」

就能耗而言,能量回收间接蒸发冷却器所需的电力比转轮式换热器少,那是因为前者并不是由微孔材料制造,所以它对气流产生较低的阻力。而且,间接蒸发冷却器不需定期更换材料,也没有摩打和移动部件,故保养成本较低。虽然两者能为中央空调系统回收差不多等量的能量,但能量回收间接蒸发冷却器胜在初始投资额较小,保养成本较低,投资回收期亦较短。

团队早前于大屿山东涌的一个街市试验能量回收间接蒸发冷却器,结果证实可降低空调冷却新风的能耗达17至35%,大大减少碳排放。2019年4月,该装置在第47届瑞士日内瓦国际发明展中夺得金奖殊荣。

 

[1] p.13 香港能源最终用途数据2018。机电工程署。2018 年 9 月。撷取自 https://www.emsd.gov.hk/filemanager/en/content_762/HKEEUD2018.pdf

您的浏览器不是最新版本。如果继续浏览本网站,部分页面未必能够正常运作。

建议您更新至最新版本或选用其他浏览器。您可以按此连结查看其他相容的浏览器。