建筑物的最少新风量与新风换气机secret.docx

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建筑物的最少新风量与新风换气机secret

建筑物的最少新风量与新风换气机 

一、 最少新风量

     现代城市民用建筑中，大多设置了空调设施，病态建设综合症的出现，引起建筑、暖通界有识之士的重视，国外对这一问题的研究，已有20多年了，不少发达国家制定了相应的措施、标准，其中以美国国家标准研究院（ANSI）公布的美国供暖制冷空调工程师学会标准（ASHRAE STANDARD）62-18989及附策62-1989R，最为著名。

    近20年来，我国经济的发展，人民生活水平的提高，城市民用建筑中设置空调施放已相当普遍，解决病态建筑综合症的问题，已取得暖通空调学术界有关人士的关注。

1990年以来，《暖通空调》刊物陆续刊登了多篇有送“室内空气品质”的专门认著，并多次召开有关专题学术研讨会。

为营造一个人们满意的生活空间，其建筑环境和室内空气品质必须对人体健康无害，并能得到大部分人的认可。

解决这个与室内人员活动和生活密切相关的问题，改善途径有：

1、 合理布局建筑平、剖面，避免室内污染相互扩散；

2、 选用合格的建材、家具和室内装备，避免有机化合物、氡、电磁辐射波、尘粒的过量释放；

3、 规范管理空调设施，避免积尘、积水、减少病菌、微生物的繁殖、生长及臭气的产生，

4、 向室内输入足够量的新风（最少新风量），用以稀释、置换室内被污染了的污风，保障室内空气品质符合人们的健康要求，并得到大部分人员的认可。

向室内输入足够量的新风，并将其送到位，避免送入新风“短路”。

置换出的是室内污风，而不是新风未利用到就直接排出，这是暖通设计的任务之一。

据ASHRAE Standard 62-1989附条规定，保障室内空气品质的最少新风量应包括：

1、 稀释人员本身及活动产生的污染所需最少新风量。

2、 稀释室内建材、家具及空调设备散发出的污染所需最少新风量。

这两部分相加，不是取其大值，其计算公式：

*DVR=RpPDD+RBAB…….

式中：

 Rp——每人所需最少新风量（1/s 人）

PD——室内人数（人）；

D——差异因数；

RB——单位地板面积所需的最少新风量（1/s*m2）

AB——地板面积（m2）

对于某些民用建筑，ASHRAE Standard 62-1989R及我行业推荐标准如下表所列：

建筑性质 通风要求 使用指标（推荐值） 使用指标下最少总新风量 我国行业标 准推荐值 m3/h*人 

RP 

 RB 

 >人员密度 /100m2> >差异因素η 

 通风效率 

 >换算成每人 所需1/s人   

 换算成单位使用面积所需1/s.m2 

办公空间 3．0 

 0．35 

 7  1  0．80 

 10．0 

 0．7 

 20（5.6） 

零售商店 

 3．5 

 0．85 

 15 

 >０．７５ 

 １．０ 

 11．1 

 1.2 

 10（2.8） 

普通教室 ．0 

 0．55 

 35 

 １ 

 ０.9 

 4.9 

 1.8 

会议室 

 2．5 

 0．35 

 50 

 1 

 1.0 

 3.2 

 1.6 

 10（2.8） 

表中使用指标下最少总新风量计算式分别为:

1、以人为单位换算时 

RpPDD+RBAB 

----------- 

PDDη

2、使用面积为单位换算时 

RpPDD+RBAB

--------------- 

Abη

从表中可见我国原有行业标准所需最少新风量比美国标准62-1989R要少得多，原因就在于我国原有行业推荐标准只考虑稀释人员活动排出污染物所需最少新风量。

二、 新风换气机

随着送入室内的新风量增加，排出室内污风也就自然加大，排出污

风其焓值夏季比室外新风低，冬季比室外新风高，如将室内污风直接排到室外，必然造成冷（热）量的损失。

例如长沙地区夏季室外计算空调干不球温度t1g=35.8OC，湿球温度t1s=27.7 OC；冬季室外计算空调干球温度t1g=-3OC,相对温度Φ=81%, 从I-d图中不难查得夏季时室外空气这里I1s=24.58W/kg,冬季t3d=18OC, Φ3d=30%,i3d=7.638W/kg。

当置换空气量为5000m3/h时，夏季空调工况下，冷量损失为：

Q1S=5000/0.85×（24.58-16.39）=48.18（kw）,而冬季损失QRd=5000/0.802×（7.638-0.83）=42.44（kw）,如空调系统每天运行10小时，夏季空调每天冷量损失为481.8KW,冬季则为424.4kw。

因此如何回收污风中的能量，达到空调节能的目的，是研制开发、生产新风换气机的厂家极为关心的问题，带热（冷）回收装置的新风换气机才有生命力。

目前国内外几种常见空气热（冷）回收装置性能，特点比较如下表所列：

序号

 结构型式

 工作原理

 优点

 缺点

1

 板式或板翅式热（冷）回收装置

 1．  新、污风分别从板式或板翅式换热装置相邻两通道交叉平等通过，靠温差换热。

 1．结构简单，紧凑，运行安全可靠；

2．  容易与风机组成带热（冷）加收装置的新风换气机，并容易与不同类型的过滤吸收装置配套；

3．  不需另加动力，设备、运行费用低；

4．  新、污风隔绝运行，新风质量容易保证；

5．设备尺寸小，不需专用机房，可配置于室外。

 1．  只适用于送风≦10×104m3/h的情况，否则只需选用2台以上并联运行；

2．  只能回收显热。

3．  回收效率一般只有60-70%。

2．

 转轮式热（冷）回收装置

 转轮在旋转过程中，新、污风从相逆方向转轮换通过，放出或吸收热量。

转轮既是蓄热（热）体又是放热（冷）体，中间清洗扇起到清洗、自净作用。

 1．  热效率高，可达70-90%，新、污风是全热交换的过程；

2．  转轮转速可以控制，适应于不同室外空气参数的使用；

3．   中间带有清洗扇，本身具有自净作用。

 1．  要占专用机房，配置通风换气系统，占用建筑面积较大；

2．  新、污风交错通过转轮时不可避免地存在交叉污染问题；

3．  设备空气阻力损失较大，需配置专用转动动力，本身运行耗电较多；

4．  设备费用，初投资较高。

3

 热管式热（冷）回收装置

 借助带翅片内热管的工质相变的过程吸、放热，被外部通过的新、污风所吸收或放出，完成热（冷）过程的热传递。

 1．  结构紧凑，单位体积传热面积大；

2．  没有转动部件，不额外耗能；

3．  运行安全、可靠、使用寿命长；

4．  新、污风分通道运行，不交叉污染；

5．  接近等温运行，换热效率较高，当Vy=1-3m/s时，1t（8排热管）可达60-80%；

6．  每根热管自成换热体系，便于更换。

 1．  只能回收显热；

2．  接管复杂，需专用机房；

3．  设备费用高，初投资大；

4．  需占用机房另配通风换气系列。

4

 中间热媒式热（冷）回收装置

 借助水泵、盘管，中间热媒循环使用，污风将一端盘管内中间热媒加热（冷却）新风在另一端盘管被加热（冷却）。

 1．  污风经过不同的盘管，不会交叉污染；

2．  中间热媒常用乙二醇水溶液，靠水泵输送，新、污风管道布置灵活方便；

3．  输送水溶液的水泵及传递热（冷）量的盘管均为常规通用件容易购得；

4．  初投资最省。

 1．  需借助中间热媒传热，传热效率较低，一般ηt=40-60%，且只能回收显热；

2．  需配套水泵，输送水溶液，耗电较大；

3．  需占用机房，另配通风换气系统。

本公司生产的新风换气机就是将板翅式热回收装置与双向通风风机组成一个整体，还可根据用户的要求配置不同类型的过滤，吸收装置，使送入室内新风清新，符合健康要求，排出污风不危害大气环境。

  目前生产的XXH50及XXH26S两种规格的新风换气机性有，结构尺寸如下图、表所例：

型号

 换气量m3/h

 出口余压

Pa

 电机安装功率 KW

 换热效率ηt

 噪声dB（A）

 外形尺寸mm

XXH50

 5000

 190

 2×1.0

 ≧65

 65

 2250×850×1650（H）

XXH26S

 2600/1700

 120/70

 2×0.7/0.18

 ≧65

 60/55

 1500×680×1360（H）

2．结构尺寸图 

3．换热效率

（1）       板式、板翅式热回收装置只能回收显热，以一台应用于长沙地区的新风换气机而言，长沙地区室外计算参数为：

空调室外计算干球温度：

夏季t1g=35.8OC，冬季：

t1d=-3 OC

空调室外计算夏季湿球温度：

t1s=27.7OC，冬季相应湿度φd=81%。

这时从B=1013.25hPa的I-d图上可以查得：

夏季输入新风露点温度为25.4 OC,冬季为-5 OC,而室风污风一般夏季为26 OC，冬季为18 OC，因此因输入新风无论夏季或冬季都不会“结露”，排出的污风夏季被“加热”，冷量被回收；而冬季“冷却”热量被回收。

（2）       换热效率

以XXH50型新风换气机为例：

新、污风比：

 新、污风通过换热装置迎风风速：

新、污风壁换热系数：

换热器传热系数：

换热器传热系数：

传热单位数：

查   图：

当

4．  热器阻力损失：

三、板翅式新风换气机初投资与节能效果

以一台XXH50型新风换气机为例，分析其初投资及节能效果：

不锈钢外壳机组出厂价为36000元/台，按ηt=65%计算。

1．      温度t2及污风出口温度t4 

长沙地区空调室外计算参数

夏季干球温度t35.8oc，冬季t1d=-3 oc，假定室内空调干球温度夏季t3s=26 oc,冬季t3d=18 oc,算得送入室风的新风出口温度t2;

夏季t2s=35.8-0.65×（35.8-26） ≈29.43（oc）

冬季t2d=-3+0.65×[18-（-3）] ≈10.65（oc）

排出污风口温度相应为t4;

夏季t4s=26+0.65×（35.8-26） ≈32.37（oc）

冬季t4d=18-0.65×[18-（-3）] ≈4.35（oc）

2．  回收冷（热）量Q：

夏季回收冷量：

Q1s=5000×1/0.794×0.279×（35.8-29.43） ≈10405（W）=10.405（KW）

冬季回收热量：

Qrd=5000×1/0.794×0.279×[（10.65-（-3））] ≈23982（W）=23.982（KW）

3．  节能效果

假定该空调室内通风换气量为5000m3/h时，因增加热（冷）回收装置，设备增加阻力损失90.5  Pa，约占系统阻力损失的25%，因此风机能耗增加，约为2×1.0×0.25=-0.5（KW）。

  而回收的冷（热）量分别为夏季10.405KW，冬季23.98KW,如按空调系统耗电1KW,可供冷（热）2.8KW计算，分别需要耗电Ｎs≈10.405/2.8≈3.716（KW）,冬季Ｎd≈23.982/2.8≈8.565（KW）

由些可见采用翅片式新风换气机要ＸＸＨ５０后，在空调工况下，夏季可节电ΔN3=3.716-0.5=3.216（KW）,冬季ΔNd=8.565-0.5=8.065（KW）。

如每年夏季运行１００天，冬天运行６０天，每天运行１０小时，并考虑季节变化，空调负荷变化系数为０.7，则每年节电ＩＮ＝（3.216×10×100+8.065×10×60）×0.7＝５６３８.5（KW）

４．投资效益

一台ＸＸＨ５０新风换气机，夏季回收冷负荷10.405KW,冬季回收热负荷23.98ＫＷ,如污风中的冷（热）能未加回收，直接排到室外，则系统空调负荷需加大。

当采用热泵型空调机组时，每增加１ＫＷ负荷，约需投资3.5万元，因此夏季增大10.405KW冷负荷时，需增加投资10.405×103×3.5=36417.5（元），接近ＸＸＨ５０不锈钢外壳新风机价格。

如果按冬季热回收负荷23.982ＫＷ计算，空调系统投资23.982×103×3.5=83937.0（元），采用新风换气机热回收比加大空调负荷要经济得多。

结论：

１．现代民用建筑空调室内最少新风量应满足；

①     稀释人体新陈代谢排出的ＣＯ２、体臭等；②稀释室内建材、家具、电气设备散出的有机化合物、电磁波等有害物；③稀释空调系统本身积尘、滋味生微生物及其携带病菌、臭气等的需求，达到对人体健康无害，并得到大部人的认可。

２．送入室内新风应直接送到人员活动区，并将室内污风置换出，避免新风直接排到室外。

３．空调室内新风量的增加，置换出的室内污风必然加大，这将造成能源损失加大采用带冷（热）回收装置的新风换气机，可以有效回收室内污风中的冷（热）能，又能满足空调室内最少新风量的要求，达到节能的目的。

４．星泽牌新风换气机为带板翅式热回收装置的新风换气机，结构紧凑，配置合理，便于布置风管，热效率η≧65%，可安装在室内，也可安装在室外，设备运行噪声≦65dB（A）,能满足现在城市民用建筑空调的要求。