空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理方式探討

趙枚 賈小莉

1.國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100094；2. 江蘇依斯特制冷有限公司，南京 210029

空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理方式探討

趙枚1賈小莉2

1.國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100094；2. 江蘇依斯特制冷有限公司，南京 210029

本文以梅雨季節(jié)顯著的上海市為例，概述了空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)的重要性，并對四種新風(fēng)處理方式進(jìn)行對比分析，在確保新風(fēng)量的基礎(chǔ)上，充分考慮新風(fēng)溫濕度的處理過程，保證空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、舒適、健康運(yùn)行。

健康空調(diào)，空氣品質(zhì)，新風(fēng)系統(tǒng)

隨著人們對居住環(huán)境、室內(nèi)空氣品質(zhì)要求的提高，空調(diào)設(shè)計的發(fā)展方向已由舒適空調(diào)轉(zhuǎn)向健康空調(diào)。過去的空調(diào)系統(tǒng)只重點(diǎn)解決室內(nèi)空氣溫、濕度的要求，并沒有注重室內(nèi)空氣的品質(zhì)問題。由于長時間密閉的空調(diào)房間二氧化碳濃度過高，容易滋生霉菌從而大大降低了空氣質(zhì)量。為了解決這一現(xiàn)象，多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)引入了新風(fēng)系統(tǒng)。

1、空調(diào)系統(tǒng)引入新風(fēng)的重要性

新風(fēng)對于提高室內(nèi)空氣品質(zhì)有非常積極的作用，它可以稀釋和帶走在室內(nèi)產(chǎn)生的污染物。加大新風(fēng)量是實現(xiàn)良好空氣品質(zhì)的最好方法，單從空氣品質(zhì)的角度來說，進(jìn)行全新風(fēng)運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)才是最好的系統(tǒng)，可是由此帶來的能量消耗確實是非常大的。因此提出了人員所需最少新風(fēng)量這個概念。

無論是工業(yè)建筑還是民用建筑，人員所需新風(fēng)量都應(yīng)根據(jù)室內(nèi)空氣的衛(wèi)生要求、人員的活動和工作性質(zhì)，以及在室內(nèi)的停留時間等因素確定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB50019－2003中3.1.9人員所需新風(fēng)量的規(guī)定，如表一所示。

一般成年男子肺活量為3500ml～4000ml，每分鐘呼吸次數(shù)為16～18次，有效空氣量取70%，計算人體實際的新風(fēng)量為4×18×60×70%，約為3m3/h。由此可見，新風(fēng)攝入量的規(guī)定完全可以滿足人體需要，能有效的解決室內(nèi)空氣品質(zhì)問題。然而，即使有些系統(tǒng)按照要求設(shè)計了新風(fēng)量，但實際使用效果并不好，這就需從新風(fēng)處理過程著手。

2、四種新風(fēng)處理系統(tǒng)

目前辦公樓、商場、賓館，甚至高檔別墅諸多項目中，根據(jù)節(jié)能的觀念及要求，紛紛選用“全熱交換器”利用回收排風(fēng)的能量來處理新風(fēng)。新風(fēng)可與排風(fēng)經(jīng)熱交換器進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)移后直接送入使用場合，或根據(jù)每臺空調(diào)末端或區(qū)域的不同新風(fēng)需求量，新風(fēng)送入末端后和回風(fēng)混合經(jīng)熱交換后，作為送風(fēng)進(jìn)入使用區(qū)。全熱交換器的用法諸多，對如何更加合理的使用新風(fēng)，根據(jù)以往的經(jīng)驗分析以下四種基本處理方法。

2.1 新風(fēng)未處理直接引入室內(nèi)

此方法由送風(fēng)機(jī)將室外新風(fēng)直接引入室內(nèi)，廢氣由門窗縫隙或排風(fēng)機(jī)排出室內(nèi)。這種方式簡單、便于控制，在過渡期間也可以通風(fēng)。但未經(jīng)處理的新風(fēng)直接通如室內(nèi)會造成室內(nèi)溫度冷熱不均，溫度波動大，舒適性差。而且新風(fēng)負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)來承擔(dān)，造成空調(diào)房間的相對濕度偏高，特別是容易在室內(nèi)送風(fēng)口產(chǎn)生冷凝水。這種處理方法明顯不能滿足室內(nèi)舒適性的要求，一般不常使用。

2.2 新風(fēng)經(jīng)全熱交換器處理后送入室內(nèi)

室內(nèi)新風(fēng)經(jīng)全熱交換器進(jìn)行預(yù)冷/熱后，直接送入室內(nèi)。全熱交換器是一種能量回收設(shè)備，將室內(nèi)排出的廢氣中的能量通過熱交換元件傳給吸入的新風(fēng)，進(jìn)行熱交換。由于采用全熱交換器處理新風(fēng)具有所謂的高效節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在被很多設(shè)計單位所推崇。

但是就上海的氣候特征來看，在梅雨季節(jié)使用全熱交換器，如不進(jìn)行二次處理而直接送入室內(nèi)的效果并不好，室內(nèi)仍存在空氣濕悶的感覺。其主要原因是新風(fēng)雖與排風(fēng)雖然進(jìn)行了熱量上的交換，但是新風(fēng)的送入狀態(tài)并未達(dá)到設(shè)計要求。直接送入室內(nèi)后，造成室內(nèi)冷、濕負(fù)荷增大。下面通過具體的數(shù)據(jù)分析來說明全熱交換后新風(fēng)的具體狀態(tài)參數(shù)。

室內(nèi)空氣參數(shù)及各種不同狀態(tài)室外參數(shù)如表一所示。

按照理想的熱交換效率100%，通過計算經(jīng)熱交換器后，新風(fēng)狀態(tài)參數(shù)如表二所示。

從上表不難看出，通過全熱交換器后送到室內(nèi)的新風(fēng)，此時雖說干球溫度稍有降低，但無法進(jìn)行去濕過程，相對濕度較大。如不經(jīng)末端降溫去濕而直接送到空調(diào)場所，等于在給室內(nèi)進(jìn)行加濕。經(jīng)社會調(diào)查，華東地區(qū)梅雨季節(jié)由于相對濕度較高，氣壓低容易誘發(fā)心血管疾病，因此經(jīng)全熱交換器后的新風(fēng)應(yīng)進(jìn)行如下方式的處理。

單元空調(diào)使用時（風(fēng)機(jī)盤管），按照比例將新風(fēng)接入回風(fēng)端，由單元設(shè)備進(jìn)行再降溫去濕過程。

以風(fēng)管形式送到各使用場所時，建議加置一臺同風(fēng)量的空氣末端處理機(jī)組對新風(fēng)進(jìn)行降溫去濕過程。

采用以上措施可使室外新風(fēng)達(dá)到理性的使用狀態(tài)，實現(xiàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量的提升要求。

從以上分析可以看出，新風(fēng)量通過熱交換器能量回收量并不是很大，而且要達(dá)到舒適的使用效果還需要經(jīng)過降溫去濕過程。而這部分冷、濕負(fù)荷實際上由室內(nèi)機(jī)組來承擔(dān)。如果室內(nèi)機(jī)組配置中沒有計算入新風(fēng)負(fù)荷，這就使室內(nèi)空氣達(dá)不到設(shè)計要求，使人體產(chǎn)生不舒適感。并且以上數(shù)據(jù)均為理想狀態(tài)下的傳熱過程，在實際使用時，其溫度效率只有60～70%。再考慮到全熱交換器設(shè)備自身的費(fèi)用，其整體的節(jié)能效果并不十分明顯。

2.3 新風(fēng)經(jīng)過空調(diào)機(jī)組處理后送入室內(nèi)

新風(fēng)通過引入管進(jìn)入空調(diào)機(jī)組內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的處理過程達(dá)到室內(nèi)狀態(tài)后直接送入室內(nèi)。此方法可以對新風(fēng)進(jìn)行全面的處理，使其在溫度、濕度及空氣品質(zhì)上都達(dá)到要求，是最為有效的新風(fēng)處理方法

2.4 解決室內(nèi)濕悶的感覺

在上海梅雨季節(jié)，新風(fēng)量雖達(dá)到設(shè)計要求而且通過空調(diào)機(jī)組進(jìn)行了處理，但由于室內(nèi)相對濕度較高，仍存在濕悶現(xiàn)象，此現(xiàn)象在商場的空調(diào)使用中較為明顯。因此，在處理新風(fēng)時，應(yīng)降低部分新風(fēng)處理器的露點(diǎn)溫度，最大限度降低空氣的含濕量。此方法已在一個商場空調(diào)系統(tǒng)中得以實踐，使用效果良好，原有濕悶現(xiàn)象得到較大的改善。

表1 不同場合所需新風(fēng)量[1]

表2 新風(fēng)經(jīng)熱交換后狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)

表3 上海市各空氣狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)

3、結(jié)論

綜上所述，要使新風(fēng)達(dá)到理想的使用效果，應(yīng)在保證新風(fēng)量的基礎(chǔ)上，選用合理的新風(fēng)處理方式。特別對于上海地區(qū)梅雨季節(jié)（室外空氣含濕量很高、氣壓較低），很多心血管病人在此階段易發(fā)病，應(yīng)將新風(fēng)處理到室內(nèi)送風(fēng)狀態(tài)后在送入室內(nèi)，實現(xiàn)新風(fēng)的真正使用價值。

[1]GB50019-2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

TK6

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.23.105