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何森:全热回收新风系统能回收多少能量?

何森:全热回收新风系统能回收多少能量? 舒适家居365
2018-11-01
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导读:值得一提的是,有些厂家宣传“全热回收新风机可以起到除湿机作用”,这个说法绝对是错误的。夏季,虽然热回收新风机可以减少进入室内的水蒸汽量,但是当室内空调(风机盘管)关闭后,室内已经没有除湿能力,新风系统

何森 CEO

无锡科希家室内环境有限公司

何森,60后,研究生学历,曾任大学教师、科研和设计工作者、三次创业经历;《室内环境健康指南》和《中国舒适家居行业发展白皮书》的主编;在空气质量新风系统、室内舒适环境等方面有较深的理论研究和实践,目前为无锡科希家室内环境有限公司CEO,专注互联网+室内环境云平台的开发工作。

为了保证室内空气质量,室内外有一定的通风换气量是必要的。从物质平衡的角度来讲,送进室内的空气和排出室内的空气的量是相等的。送进室内的空气取风口应在室外墙体上空气质量较好的位置,避免位置过低(防止室外灰尘),远离锅炉排烟口。


新风(通风换气)是一个系统,这个系统实现设计目标。从送排风型式看,系统分为3类:送风和排风都由风机实现(双向流);送风由风机实现,排风自然实现(单向流);送风自然实现,排风由风机实现(负压单向流)。由于室外有PM2.5污染,而自然进风无法实现过滤功能,因此负压单向流的系统使用逐渐减少。


如果双向流系统中含有热回收功能,则被称为热回收新风系统。热回收又分为全热回收和显热回收。其回收原理是,送风和排风分别通过热交换器的两侧,热量和水蒸汽在其中交换,实现减少能量损失的作用。热回收计算过程见下:

 


WS:室外空气进口

WP:室外排气口

NS:室内送新风口

NP:室内回风口

250m3/h风量热交换新风系统与通风扇对比计算见下(全=全热新风系统,显=显热新风系统,扇=通风扇):

 


在冬季,室外空气的含湿(水蒸汽)量低于室内空气,通风换气会降低室内空气相对湿度。在夏季,室内空气中的含湿量低于室外空气,通风换气会增加室内空气的相对湿度。一般使用板式换热器,如果这个板上有微孔,可以让水分子通过,但不会让CO2和氨分子等污染物质通过,也就是回收水蒸气,也叫做潜热。显热和潜热合在一起叫全热,因此热回收新风系统也分为全热和显热型。


新风系统中增加热回收器,可在室内外温度或含湿量相差较大的情况下回收热量,但同时也会增加系统阻力,导致风机功耗增加。热回收新风系统的回收率是按室内外温度和含湿量相差较大时来确定的,此时回收热量/风机增加功耗值比较大,经济上收益好。如果新风系统全年使用,在某些时间内室内外参数相差很小,其回收的热量抵不上风机增加功耗,这时回收在经济上就不划算了。


风机消耗的是能量,而热交换回收的是热量。从空调的角度看,一份能量能转换成多份热量(或冷量),一般这个份数也称为COP,这个值在2以上。学者对全年8760h都做回收效率分析,最后发现现有的热回收新风系统在全国大部分区域全年使用的总效益是负数,只有在严寒地区是正数。这个结论已经由多个研究团队采用不同研究结果证实。


热回收新风系统送回风风机安装在一个设备内,管道安装也比较麻烦。如果节能效益不好,真不如将送风和回风管道分开来做,其通风换气效率可能会更好。因此,目前国内很多住宅设计已经在改变,采用新风机多点、各房间送风;卫生间、衣帽间等定点排风的双向流新风系统,不再使用热回收芯。


在北方地区,不采用热回收新风系统可能存在其他问题,比如:室内送风口或管道可能会因过冷而导致结露。因此,此时的热回收新风系统主要解决的已经不是热回收问题。还有,在严寒地区热交换器芯内部也可能会结冰,也需要在设备和控制上采取相应措施。


同样的情况下,大家也要注意新风管道,比如:冬天,走室外空气的管道外壁可能因过冷而导致结露。


在普通住宅中,室内外的大气压力可能不相等,如果进入建筑的风量和排到室外的风量相等,考虑到室内还有卫生间、厨房排风的问题,室内可能会出现负压,此时室外空气渗透到室内的量会增加,会导致室内除湿、PM2.5净化需求增加。因此,对于双向流新风系统来说,一般风机排风量要小于风机送风量,也就是通常所说的“微正压”。设计时,一般取排风量/送风量 = 0.7。


值得一提的是,有些厂家宣传“全热回收新风系统可以起到除湿机作用”,这个说法是错误的。夏季,虽然热回收新风系统可以减少进入室内的水蒸量,但还是连续不断地给室内输送水蒸气,特别是在晚上,当室内空调(风机盘管)关闭后,室内已经没有除湿能力,新风系统还在运行,此时室内湿度会连续增加。这也是国内许多住宅和宾馆室内有土腥味(不是装修污染)的主要原因。空调非连续运行,会使大部分室内湿度超标,造成大量细菌滋生,而土腥味则是这些细菌(霉菌是其中之一)的排泄物。


新风系统在家开离家关不是一种很好的控制方式,应使用空气质量传感器数据智能控制新风系统运行。当需要精密控制室内湿度时,需要同时考虑室内温度、室外含湿量、通风换气量等多个参数,综合智能控制,统一达到所有参数控制要求。也就是说,新风需要与供冷、供热和智能控制整体化做设计。


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