一種普通住宅用新型節(jié)能換氣裝置

引 言

隨著社會的發(fā)展與進步，節(jié)能環(huán)保已日益為人們所重視。改善生

活環(huán)境，特別是在享受冬暖夏涼的同時，保持室內(nèi)空氣的清新已成為基本的生活要求。但一般情況下打開門窗換氣，雖然達到了空氣對流的目的，卻也損失了室內(nèi)空氣的焓值，導(dǎo)致建筑耗能增加，而且也降低了房間的舒適度。有文獻計算表明，2005年我國僅夏熱冬冷地區(qū)的住宅空調(diào)能耗就達2798億kWh，相當于3.31個三峽電站的年發(fā)電量，空調(diào)能耗已成為住宅能耗的主要來源。

本文就目前住宅常見的幾種通風(fēng)換氣方式進行簡單地分析，從節(jié)能角度比較這幾種通風(fēng)換氣方案的優(yōu)劣，推薦一種帶有換熱器的適合住宅使用的新型通風(fēng)換氣裝置。

1、常用疊風(fēng)換氣方式

1.1 方案一:通過開啟門窗直接引入新風(fēng)達到稀釋或取代室內(nèi)污濁空氣的目的，即自然通風(fēng)。

1.2 方案二:通過一般的排氣扇實現(xiàn)通風(fēng)換氣。在房間的門窗等位置安裝排氣扇，通過機械排風(fēng)排出室內(nèi)污濁空氣.利用室內(nèi)形成的負壓引人室外新風(fēng)。

1.3 方案三:采用帶有換熱器的通風(fēng)換氣裝置，使用室外新風(fēng)與室內(nèi)污風(fēng)既發(fā)生質(zhì)交換又發(fā)生熱交換，全面改善通風(fēng)換氣和節(jié)能效果。

1.4 三種通風(fēng)換氣方案的特點見下表

2、帶有換熱囂的新型通風(fēng)換氣裝置

2.1 裝置結(jié)構(gòu)

本通風(fēng)換氣裝置在前端蓋與后殼圍合的空間裝有層疊間壁式空氣換熱器。在層疊閬壁式空氣換熱器上開有四個平行又垂直于層疊的空氣換熱間壁的空氣流道。其位于空氣換熱器中部兩空氣流道開口于前端蓋，其口內(nèi)裝有風(fēng)扇。封閉于后殼，位于邊緣兩空氣流道開口于后殼.封閉于前端。在同一層換熱間壁腔都有兩個相鄰的分別開口于前端蓋與后殼的空氣流道，經(jīng)自身缺口和換熱間壁腔互通。而另兩個空氣流道均不相通。當水平錯位180°逐層疊揉相鄰兩換熱腔與各自相通的空氣流道構(gòu)成各空氣通道，其換熱腔相隔間壁即成為其換熱間壁，其層疊組合后，可使流經(jīng)不同空氣通道空氣流，在相隔的間壁兩側(cè)換熱流出后，兩氣流溫度已趨同。

如圖1、圖2所示本通風(fēng)換氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖中。前端蓋1和后殼2所圍合的空間內(nèi)裝置的層疊間壁式空氣換熱器3，其由主體骨架和藏覆其上的傳熱間壁層疊構(gòu)成。整體骨架由邊框骨架和其中間布置有相互聯(lián)結(jié)的，將邊框骨架圍成的范圍，劃分成不同用途小范圍的內(nèi)部骨架共同組成。布置在邊框骨架圍成的范圍中的其它相互結(jié)構(gòu)的內(nèi)部骨架。將邊框骨架圍成的范圍分隔為:帶有缺口的F型空氣流道，和沒有缺口的E型空氣流道，及有缺口的c型空氣流道和沒有缺口的O型空氣流道。

當每一骨架與其相鄰的另一骨架平面互相錯位180°疊摞，并且每兩骨架之間除F，c、O、E空氣流道外，骨架其余部分均蒙覆夾入空氣換熱間壁，如此依序疊摞構(gòu)成了層疊閬壁式空氣換熱器3。因每一骨架平面與相鄰骨架平面都錯位180°，就使F型空氣流道與E型空氣流道、c型空氣流道與O型空氣流道在層疊組合中形成交替疊摞的四個空氣流道，各空氣流道長度即為骨架疊摞厚度。在疊摞而成的空氣換熱器的空間結(jié)構(gòu)上，這四個空氣流道垂直與夾于各骨架間的每一層換熱間壁，如圖1.圖2所示本通風(fēng)換氣裝置的前端蓋1和后殼2所圍合的空間內(nèi)裝置的層疊閬壁式空氣換熱器3之間有如下相聯(lián)關(guān)系:即前端蓋1中上部所開的新鮮空氣入口13和共中下部開污濁空氣排出口14分別對應(yīng)并相接于其內(nèi)的層疊間壁式空氣換熱器3的兩個由c型空氣流道和O型空氣流道交替疊摞成的空氣流道上。與前端蓋1之上新鮮空氣入口13相對接的位于層疊間壁式空氣換熱器中上部由C型和O型空氣流道疊摞成的空氣流道，為新鮮空氣流人的中上部空氣流道。其前端開口相接于前端蓋1上的新鮮空氣入口13，后端緊挨后殼2內(nèi)壁面，為封閉狀態(tài)。與前端蓋1之上污濁空氣排出口14相對接的位于層疊間壁式空氣換熱器中下部由O型和c型空氣流道疊摞成的空氣流道其為污濁空氣排出的中下部空氣流道。其前端開口相接于前端蓋l上的污濁空氣排出口14。后端緊挨后殼2內(nèi)壁面，為封閉狀態(tài)。

在通風(fēng)換氣裝置后殼2上部所開的新鮮空氣流入室內(nèi)的空氣流道出口6，其和下部室內(nèi)污濁空氣流入通風(fēng)換氣裝置繼而排出室外的空氣流入口16，分別對應(yīng)相接于其內(nèi)層疊間壁式空氣換熱器3的上下兩個由F型空氣流道和E型空氣流道交替疊摞成的空氣流道上。與后殼2上部新鮮空氣出口6相對接，位于層疊間壁式空氣換熱器上部由F型和E型空氣流道疊摞成的空氣流道，為上部新鮮空氣流道，此空氣流遭一端與后殼2上的新鮮空氣出口6相對接，另一端緊挨前端蓋l的內(nèi)壁面，為封閉狀態(tài)。在后殼23下端污濁空氣流入層疊間壁式空氣換熱器3入口16相對接。位于層疊間壁式空氣換熱器下部由E型和F型空氣流道疊摞成的空氣流道，為下部污濁空氣排出流道。此空氣流道一端與后殼2上污濁空氣流入口16相對接，另一端緊挨前端蓋1內(nèi)壁面，為封閉狀態(tài)。

新鮮空氣與污濁空氣在層疊間壁換熱器的換熱間壁的兩側(cè)互為逆向流動中換熱，換熱后新鮮空氣流入室內(nèi)，污濁空氣排出室外。

2.3 新型通風(fēng)換氣裝置節(jié)能效果計算比較(以冬夏季均采用普通家用房間空調(diào)器采暖和制冷為例)

2.3.1 夏季節(jié)能效果

在冬冷夏熱地區(qū)，如將夏季室內(nèi)空氣溫度設(shè)定為25℃，室外溫度平均為32℃，通過換熱器后室外空氣的溫度降到28℃，以一套面積為80m2、高度為2.8m的房間為例，如每小時換氣0.5次，每天空調(diào)制冷時間12小時，按室內(nèi)外空氣焓差計算由此產(chǎn)生的熱負荷:

QX=GX(1w-ln) [2]Qx=2.8×80×0.5×12×1.005×25=33768 kJ

Qx—新風(fēng)負荷，kJ

GX—新風(fēng)量，kg

ln，1w—室內(nèi)外空氣焓值，本處焓差取值25KJ/kg

每天節(jié)省冷置轉(zhuǎn)化為電能約為3.35kwh(按空調(diào)能效比2.8計算)，如夏季空調(diào)時間為90天，則一個夏季可節(jié)電301.5kwh。

2.3.2 冬季節(jié)能效果。

假設(shè)冬季室內(nèi)空氣維持在18℃，室外平均溫度為-2℃，通過換熱器后室外空氣的溫度可由-2℃上升到8℃，每小時換氣0.5次。每天采暖時間為10小時，室內(nèi)外空氣焓差仍取25kJ/kg，相當于每天節(jié)省電能2.2kwh(空調(diào)能效比按3.6計算)，按冬季空調(diào)供暖時間為120天計算，一個冬季可節(jié)電264kwh。

綜上計算，使用該裝置在保證房間通風(fēng)的情況下，壘年節(jié)電可達565.5kwh以上。除去換氣裝置本身的運行耗電約70-100kwh，實際一年凈節(jié)電可達460kwh以上。

3、結(jié) 論

本文介紹的帶有換熱器的通風(fēng)換氣裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高、節(jié)能、環(huán)保等一系列優(yōu)點。其換熱器的結(jié)構(gòu)更是新穎別致，填補了國內(nèi)該類產(chǎn)品的空白，尤其是其實現(xiàn)了全程逆向換熱，增大了換熱面積，在換熱能力方面超越了一般的新風(fēng)處理機組，是民用住宅等建筑節(jié)能的良好方式，有著非常廣闊的市場推廣前景。