全热回收新风系统解析

另一方面，空调空间内的污染物浓度的稀释可以通过被动或主动通风来实现。
被动通风是指在自然力作用下通过门，窗或其他开口来进空气交换。然而，在大多数 空调建筑物中，这些开口必须实现最小化来节省能源。
原理上，主动通风与被动通风相同，但主动通风以机械与控制系统为辅助手段以达到 通风效果。由于室内污染产生速率大致不变，空调空间中的污染物浓度与通风速率成 反比。
图 1 显示了在一个人的 8 小时长的睡眠期间内，在初始二氧化碳浓度为 400ppm（与室外 相同）时和不同的通风量下，21 立方米卧室内的二氧化碳浓度所对应睡眠时间的变化。 图中说明如果室内和室外完全没有空气流通，室内二氧化碳浓度可高达 5000ppm。如果 建筑遵循紧密结构建筑标准，即空气泄漏小于 0.5 升/ 秒，那么室内二氧化碳浓度也可高 达 4000 ppm。
在工作场所中，人们常常用“病态建筑综合症”，来描述人们处于不利的室内环境中所引 起的急性非特异性症状的术语。立法机构和工程界已经制定了相关的室内空气标准和法规 来解决这些问题。而在民用建筑，特别是在亚洲地区的家庭中，人们往往忽略了家庭的室 内环境。在家里，人们平均在卧式的睡眠时间为 8 小时，睡眠可帮助大脑得到休息和修复 的功能，并且可以巩固记忆。但在睡眠期间，人类呼出二氧化碳并散发出多种的“生物污 染物”。如果房间通风不良，这些生物污染物包括气体﹑异味﹑微粒﹑细菌﹑病毒等，这 些生物污染物将和二氧化碳一起在空间中不断积累。
图 2 焓轮的结构与原理 在需要制冷的季节，当焓轮旋转时，它从潮湿的新风中去除水蒸汽，并将其转移到排出的 室内干燥空气中。同时，晗轮把将要进入室内空气中的热量传递给将要排出的室内冷却空 气。焓轮通过对湿热的外部空气进行预冷和除湿，减少了制冷机的负载，节省了电能。在 部分负载条件下，可以减小焓轮转动的速度，或者可以采用旁通管道来减少风扇上的负载， 并降低能耗。焓轮可以具有高达 75％或更高的总有效率，但是至少每年一次的清洁和维 护对于确保焓轮不被灰尘堵塞是十分必要的，灰尘堵塞可能降低热传递效率并且增加在管 道系统中的压降。 固定板式热交换器：与焓轮不同，固定板式热交换器不使用任何移动部件。进风和排风这 两股气流会通过一系列交替分离和密封的平行板，使热量在两股气流之间有效构造，并且可以通过使用半透性材料在分离 气流的同时传递水分和热量。
表 1 二氧化碳浓度与其对人体健康的影响之间的关系
350-450ppm
室外环境空气中的正常二氧化碳浓度。
350-1,000ppm 典型的具有良好空气交换的有人室内空间的二氧化碳浓度。
1,000-2,000ppm 室内人员投诉空气不足，造成困意。
2,000-5,000 ppm 头痛﹑困倦﹑气闷﹑注意力不集中﹑心率增加和轻微恶心。
我们在室内找到的大多数污染物都是来自室外。其中硫﹑二氧化氮﹑燃烧和排放产生的一 氧化碳﹑空气中散布的高含量花粉﹑农药﹑化合物等都来自于户外。室内空气包含室外空 气的所有污染物以及由居住者和他们在室内的活动所产生的污染物。可能对健康有害的室 内空气污染物包括环境烟草﹑烟雾﹑甲醛﹑氡﹑石棉﹑从溶剂中释放的挥发性有机化合物 ﹑油漆﹑清漆﹑地毯等。室内空气的较高湿度也将滋生一些生物体，如细菌﹑病毒﹑真菌 等，这些空气污染物会直接影响居民的健康，导致某些长期和短期的疾病。异味和灰尘的 存在也会引起居住者显著的不适感。
5,000
在大多数司法管辖区的工作场所极限浓度（8 小时累积时间平 均浓度）。
>40,000 ppm
可能导致严重的缺氧﹑永久性脑损伤﹑昏迷﹑甚至死亡。
有两个基本解决方案可减少空调空间中的污染物水平：解决污染源（源控制）和解决空气 中的污染物浓度（稀释）。源控制是首选的控制方法，但这种控制方法不经常实用，因为 它的控制只针对于一些特定的污染物，其控制方法包括使用低甲醛释放材料﹑禁止吸烟﹑ 通过密封基底防止氡进入室内﹑禁止使用石棉﹑在占用空间之外储存油漆和化学品﹑控制 相对湿度以防止微生物污染等。
全热回收新风系统
简介
现代气密性良好的建筑物中的空调系统强调节能并推行在空调空间内摄入最少量的新鲜空 气进行制冷或加热处理。然而，在有很少或不充足的通风系统的气密性良好建筑物中，往 往会在室内环境中产生相对较高的化学污染物﹑细菌﹑真菌和灰尘等。 研究表明，室内 空气中的污染物水平可达到室外空气污染物水平的数倍之高。或是工作或在家里，人们每 天有 90%的时间是在室内的，由此影响人类健康的空气污染物的主要来源是室内。
CO2
浓 度 ，
PPM
睡眠时间，小时
图 1 21 立方米的卧室内睡眠期间与二氧化碳浓度
表 1 提供了二氧化碳含量及其对人类健康的影响之间的关系。高二氧化碳浓度将对人体产 生危害，其表现的症状有眼睛不适﹑鼻孔阻塞﹑喉咙痛﹑头痛﹑头晕﹑嗜睡﹑疲劳﹑敏感 ﹑气喘﹑皮肤干燥﹑皮疹﹑感觉异味﹑恶心等。即使症状通常在几小时内消失，高二氧化 碳浓度对健康可能产生更严重的长期破坏性影响，通常表现为军团病。由于极差的室内空 气而造成相关疾病的经济损失是巨大的。
能回收显热和潜热（总焓）的新风系统称为全热回收新风系统，而仅回收显热的新风系统 称为热回收新风系统。显热是指空气本身的热含量，其可以用标准温度传感器测量。潜热 是将水蒸发成水蒸气（湿度）所需的能量，并且需要通过冷凝从水蒸气中除去该水。潜热 可以通过湿球温度计测量。全热回收新风系统和热回收新风系统都可以回收热能，但热回 收新风系统不具有改变新风湿度的能力。常见的全热回收新风系统装置包括焓轮和固定板 式热交换器。 焓轮：焓轮由能吸附水分和热的材料组成，如干燥剂。焓轮在新风和排风管道之间旋转， 如图 2 所示。
对于湿热的气候，增加通风速率会大大增加空调和机械通风系统的冷却负荷，因为大多数 能源都消耗在对外部新风的处理上。全热回收新风系统可以从排气气流中回收冷能并将其 传递到进气气流中，从而节省能源并改善湿度控制。能源节省效益取决于气候条件，像东 南亚这样的湿热地区是应用全热回收新风系统的理想场所。
全热回收新风系统的类型