寒冷地區公共建筑新風熱回收系統適用性分析

李賀

摘 要：目前，社會進步迅速，新風的引入為室內提供新風，可減少室內有害氣體、異味、細菌和病毒等有害物質，是日常工作和生活中必不可少的元素。新風負荷約占空調系統總負荷的30%～50%，在人員密閉的公共建筑內區甚至會占到70%以上，因此在給人們帶來健康和舒適的同時，過量新風會導致室內空調能耗大大增加。而新風熱回收技術的應用可以有效降低新風負荷，在超低能耗公共建筑中，采用全熱回收裝置可至少降低三分之一的建筑能耗，所以分析新風熱回收系統在寒冷地區公共建筑中的適用性意義重大。

關鍵詞：寒冷地區;公共建筑新風熱回收系統;適用性分析

引言

隨著人們生活水平的提高，對建筑已經不僅是為了遮風擋雨、御寒保暖等一些基本要求，除此之外對所居住的建筑室內空氣品質也有著極高的要求，這加劇了空調系統的消耗。目前新風負荷普遍占據空調系統的負荷的30%以上，在嚴寒地區，冬季室內的排風中存在著大量的熱能，如果全部排到室外會浪費掉很多能源。所以對室內排風中的熱能進行再回收顯得尤為重要。

1集中式空調系統新風節能啟用判斷方法

為了提高節能控制水平，達到中央空調系統運行中的能效等級，一個重要的環節是對新風系統的運行狀態的分析，并對新風系統進行科學的控制。判斷新風系統的開關和節能，在長期的實踐中更多的是，現階段總共使用了六種方法：固定室外空氣干球溫度法以及室外空氣干球和回風干球溫差法，固定室外空氣焓值法和電子焓值法，最后兩種方法是室外空氣和回風焓差法以及室外空氣露點溫度和干球溫度法。在進行實際判斷工作時。實際判斷，這六個具體方法，實際上是受外界空氣干燥球溫度控制的最簡單方法，因此在過渡季節中更好地使用，在某些地區，外界溫度的變化不明顯，并且相對簡單且易于使用。因此，需要更好的區域相關空調系統。外界空氣和焓回風可以在實踐過程中更好地應用，范圍更廣，但是在實際使用中，相對濕度和機器人設備需要附加傳感器，因此該方法的應用增加了建立能效判別器的相對較高并有這種方法的實踐。隨著濕度檢測器和創新制造技術的現代化，在兩個更昂貴的空氣渦輪機中制造設備，因此許多建設項目都增加了集熱器護套中的相對濕度，以實現節能控制所需的基本焓差。

2新風節能控制說明

在具體控制的階段，首先應該依照建筑室外的環境空氣溫濕度，實時計算出室外的新風焓值，然后要依照室內空調回風的溫濕度，計算出出空調系統的回風焓值。最后則是需要根據集中式空調系統的新風節能模式高溫限定功能，對空調系統運行過程中是否要開啟節能模式進行判斷?？照{系統在開啟節能模式的狀況下，對于集中式空調系統來講，主要是新風量的改變，新風量有新風閥門的開度決定，新風閥的開度需要有下面兩個pid控制回路共同決定：第一個控制回路是回風溫度控制回路，在空調系統典型的運行過程中，控制系統會監測回風溫度，并以此為判定值對新風閥門進行調整?；究刂扑悸啡缦拢喝绻仫L溫度比預設值高，控制新風閥開度逐漸加大，新風量增加，回風溫度降低;如果回風溫度比預設值低，控制新風閥開度逐漸減小，新風量減小，回風溫度升高。第二個控制回路是室內空氣質量（目前主要室內空氣二氧化碳濃度）的控制回路。其控制思路如下：根據建筑內部設置的CO2濃度探測器，將濃度信號傳輸至空調控制系統，與系統設定值進行比較，并以此為判定值對新風閥門進行調整。如果室內CO2濃度比設定值高，則會控制新風閥開度逐漸加大，新風量增加，降低室內室內CO2濃度;如果室內CO2濃度比設定值低，則會控制新風閥開度逐漸減小，新風量減小，升高室內CO2濃度。此控制思路還可以在后期使用過程中進行升級，由于室內空氣質量不僅僅是CO2濃度，還包括甲醛、苯、TVOC等污染物，根據使用方的需求，可以增加多種污染物探測器，進行室內空氣質量的全面監測，其控制原理與CO2濃度控制一致。在實際空調系統運行中，控制系統需要將回風溫度及室內空氣質量兩種控制思路進行耦合，在同時滿足兩種設定要求的情況下，盡量減小新風量。還需注意的是新風量的調節需要在室內空氣平衡的前提下進行，故調整新風閥的同時需調整排風閥與回風閥，排風閥與新風閥之間控制工作屬于同比例控制，回風閥以及新風閥之間的控制工作呈現出反比例的控制狀態。

冷水閥的控制應根據回風溫度和濕度數據進行設置。在節能模式下，可以將從外部吸收的新風用作制冷盤管，并且為了充分利用新風并防止冷凍水過早冷凍，應合理評估冷水閥溫度控制電路的功能激活之前，新風閥的打開狀態。此外，它還具有室外新風干球溫度的高溫鑒定功能。如果在測量外部溫度時發現外部溫度明顯高于回風溫度，并且相應的濕度較低，則新的外部風的焓明顯低于返回風的焓;此時，應根據新風和回風的焓與節能模式之差的方法來判斷是否啟動新的空氣節能模式，因此必須直接激活新的空氣能。激活節能模式后，允許最大程度打開中央空調系統的新風閥的回風溫度調節電路會導致空調系統，中央空調系統和空調中的空氣溫度逐漸升高。最終，整個腔室的溫度升高，這需要打開冷凍水進行冷卻。以這種模式控制節能不會產生實際效果，但會增加能耗。因此，為避免這種情況發生，必須限制新風干燥球的溫度。

3基于舒適和經濟性的最佳新風量

在一定程度上，增大新風量可以有效提高室內舒適性，同時也增大了空調能耗，因而在設計中需要兼顧舒適、換熱效率和經濟性等多種因素來找到最佳新風量。目前規范對超低能耗住宅的新風量提出了明確要求，GB/T51350—2019《近零能耗建筑技術標準》規定居住建筑主要房間的室內新風量不應小于30m3/（h·人），在嚴寒地區超低能耗住宅熱回收式新風機組換熱效率的研究中也建議按照人均最小新風量30m3/h作為設計新風量，然而支持公共建筑新風量設計的實測案例和研究相對較少。公建項目針對不同新風量進行換熱效率測試與分析，均能滿足全熱交換效率不低于70%的規定。同時比較了2000m3/h和3000m3/h新風量對應的系統投資回收期，當新風量為3000m3/h時的投資回收期約為3.6年，相比新風量為2000m3/h時的投資回收期縮短1.4年。結合以上因素考慮，當設計新風量為3000m3/h時，既滿足了舒適性的需求又符合對全熱交換效率的規定，同時經濟性也相對可觀。因此，針對該類型的公共建筑，建議高密人群區也按照人均新風量30m3/h來進行設計。

結語

新風熱回收設備有以下3種運行方式：①設備只開新風，通過開窗排風;②設置旁通，使新風直接送入室內，不經過熱交換;③在送風段增加殺菌消毒段。本文通過對寒冷地區超低能耗公共建筑新風熱回收效率的測試，分析了換熱性能影響因素及熱回收系統的經濟性，同時提出了建議設計新風量?；谝陨涎芯康贸鋈缦陆Y論：（1）新風熱回收系統在實際運行中，室內外溫差與顯熱交換效率不存在正相關關系，換熱效率受到多種因素的共同影響。（2）針對類似體量工程項目，新風熱回收系統具有降低能耗，提高系統運行經濟性，應強制設置。（3）對于人員密度較高的公共建筑，應兼顧熱舒適、運行效率和運行能耗等多種因素來考慮，建議高密人群區新風量按照人均不小于30m3/h來進行設計。

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