中央新風系統的相關設計計算分析

呂慧芳

摘 要：1935年，奧斯頓.淳以經過多番嘗試后發明、制造了世界上第一臺可以過濾空氣污染的熱交換設備，稱之為新風系統。發展至今，在歐洲很多國家，新風系統已經與建筑物融為一體，成為其不可或缺的一部分。同時為了滿足不同空間的使用需求，各種機器類型應運而生，例如適合大空間的中央新風系統，適合小空間的非中央新風系統，以及壁掛式、吊頂式。設計一套功能健全，使用方便的新風系統，需要考慮多方面的因素，因此研究不同類型新風系統的功能性計算，具有一定現實意義。中央新風在室內多配以分風管路，多用于家庭大空間或者多房間送風，因此大風量是其非常顯著的特點之一。管路的選用和布置，對于向室內提供足量穩定的新風也是至關重要的。我們選擇新風系統送入新鮮空氣的同時，也不希望因為室外新風的引進而破壞了室內原本的舒適度。因此保證溫濕度適宜，計算新風冷量。但是為室內提供溫濕度適宜的新鮮空氣和綠色建筑有效配合，是我們為建筑配備新風系統的初衷，是人們關注的重點問題。本文首先介紹了中央新風機組工作原理， 然后分別從功能性的角度分析研究新風量如何確定、預熱器的使用環境作用和計算及室內新風量的冷量估算。

關鍵詞：中央新風機組工作原理;大風量;全熱交換器;溫度濕度;冷量估算;預加熱器

1.獨立中央新風系統空氣處理過程

壁掛式中央新風的工作原理是通過兩個風機通過兩個不同的風道將室外空氣凈化后導入室內，同時將室內污濁的空氣排除室外， 為室內提供干凈新鮮的空氣。主要由風扇、全熱交換器、新風預熱器、旁通風道、過濾材料及內部風道等幾部分構成。

在冬季使用時，為避免熱交換器結霜，室外冷空氣先通過以預加熱器進行短暫加熱再通過熱交換器，和室內側的污濁空氣在熱交換器內部進行熱＼濕的交換， 獲得部分熱量回收， 以達到節能的效果。在夏季使用時，室內空調開放，室外新風和室內空氣在熱交換器內部進行熱量的交換，以避免熱空氣直接進入室內，造成冷量浪費。在春秋季節，室內室外溫濕度相當且舒適，無需熱量的交換，這時室外新鮮空氣可以直接通過旁通管路進入室內。

2.一般新風系統總新風量的確定

根據<<公共建筑節能設計標準>>和<<室內空氣質量標準>>中關于室內新風量的規定，工業建筑應保證每人不小于30m3 /h 。由此我們總結了三種方法來確定室內總新風量：

2.1根據送風面積大小計算

2.2根據回風面積大小計算

經驗參考數值可以參考送風面積。

2.3根據室內人數計算

一般情況下取三者中最大值，作為我們進行新風機的新風量設計值。

3.新風系統送風溫濕度和風量的分析

第一，在一個使用獨立中央新風系統的室內，溫度源有：

第五，室內溫度設備想冷量Qsx，在相關人員進行室內顯冷設備設計計算時，其要換算成實際環境下顯冷量。采用第三、第四條公式，算出房間內相抵溫度和濕度。按照相關部門的設計規范規定最小風量要大于設計需要風量。但室內溫度和濕度低于設計要求時，才可以采用對新風機組冷水初溫進行調節，從而讓室內溫度回到設計范圍內。

4.預加熱器的使用環境和計算

當新風系統在嚴寒地區的冬季使用時（比如新疆、東北等），室外冷空氣直接進入熱交換器，有可能致熱交換器結霜，這時不但沒有能量交換，還有可能損壞熱交換器，更沒有可能保證進入到室內空氣的溫度和濕度等參數。預加熱器的設計就是用來解決這個問題的，因此預加熱器又叫防霜凍裝置。選擇合理的加熱功率既能防止熱交換器的霜凍現象發生，同時也足夠節能。一款有效的預加熱器或者防霜凍裝置， 一般包括一個緊湊的支撐結構和加熱管，同時還有其他安全器件。在所有組件中，加熱管的具體計算方法如下：

當溫度傳感器檢測到進入熱交換器的溫度低于設定值，預加熱器啟動，以保證進風空氣和回風空氣在熱交換器內能夠進行熱量交換，沒有任何霜凍現象。既延長了熱交換器的使用壽命，也可以保證送入室內新風的溫度和濕度，為我們提供新鮮適宜的空氣。

最后，當溫差較大的冷熱空氣在熱交換器進行熱交換的過程中，空氣發生相變，一般會有或多或少的冷凝水產生，適當的冷凝水可以經由全熱交換器部分回收到，但是當有大量的冷凝水產生時，我們一般需要考慮通過軟件控制避免產生冷凝水，或者是設計時考慮排水結構，最終保證設備可以正常運行。這一問題，同常和預加熱器的設計同時考慮。

總結

雖然美國早就將獨立新風系統列為21世紀最有強度的行業，大量雜志社、報刊都做出大量評價，新風系統普及程度大大提高。市面上的新風系統更是層出不窮，但是質量確實參差不齊。基本的功能無法保證，新風系統也就成了擺設。新風系統為我們提供舒適的生活工作環境，提供足量溫濕度適宜的新鮮空氣是最根本的功能，也是大眾最根本的需求。在此基礎之上，我們上述分析可以為新風系統的設計提供支持，為設計良好性能的新風系統提供了更多可能性。

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