中央新風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計計算分析

呂慧芳

摘 要：1935年，奧斯頓.淳以經(jīng)過多番嘗試后發(fā)明、制造了世界上第一臺可以過濾空氣污染的熱交換設(shè)備，稱之為新風(fēng)系統(tǒng)。發(fā)展至今，在歐洲很多國家，新風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)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(yīng)運而生，例如適合大空間的中央新風(fēng)系統(tǒng)，適合小空間的非中央新風(fēng)系統(tǒng)，以及壁掛式、吊頂式。設(shè)計一套功能健全，使用方便的新風(fēng)系統(tǒng)，需要考慮多方面的因素，因此研究不同類型新風(fēng)系統(tǒng)的功能性計算，具有一定現(xiàn)實意義。中央新風(fēng)在室內(nèi)多配以分風(fēng)管路，多用于家庭大空間或者多房間送風(fēng)，因此大風(fēng)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(nèi)提供足量穩(wěn)定的新風(fēng)也是至關(guān)重要的。我們選擇新風(fēng)系統(tǒng)送入新鮮空氣的同時，也不希望因為室外新風(fēng)的引進而破壞了室內(nèi)原本的舒適度。因此保證溫濕度適宜，計算新風(fēng)冷量。但是為室內(nèi)提供溫濕度適宜的新鮮空氣和綠色建筑有效配合，是我們?yōu)榻ㄖ鋫湫嘛L(fēng)系統(tǒng)的初衷，是人們關(guān)注的重點問題。本文首先介紹了中央新風(fēng)機組工作原理， 然后分別從功能性的角度分析研究新風(fēng)量如何確定、預(yù)熱器的使用環(huán)境作用和計算及室內(nèi)新風(fēng)量的冷量估算。

關(guān)鍵詞：中央新風(fēng)機組工作原理;大風(fēng)量;全熱交換器;溫度濕度;冷量估算;預(yù)加熱器

1.獨立中央新風(fēng)系統(tǒng)空氣處理過程

壁掛式中央新風(fēng)的工作原理是通過兩個風(fēng)機通過兩個不同的風(fēng)道將室外空氣凈化后導(dǎo)入室內(nèi)，同時將室內(nèi)污濁的空氣排除室外， 為室內(nèi)提供干凈新鮮的空氣。主要由風(fēng)扇、全熱交換器、新風(fēng)預(yù)熱器、旁通風(fēng)道、過濾材料及內(nèi)部風(fēng)道等幾部分構(gòu)成。

在冬季使用時，為避免熱交換器結(jié)霜，室外冷空氣先通過以預(yù)加熱器進行短暫加熱再通過熱交換器，和室內(nèi)側(cè)的污濁空氣在熱交換器內(nèi)部進行熱＼濕的交換， 獲得部分熱量回收， 以達到節(jié)能的效果。在夏季使用時，室內(nèi)空調(diào)開放，室外新風(fēng)和室內(nèi)空氣在熱交換器內(nèi)部進行熱量的交換，以避免熱空氣直接進入室內(nèi)，造成冷量浪費。在春秋季節(jié)，室內(nèi)室外溫濕度相當(dāng)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(nèi)。

2.一般新風(fēng)系統(tǒng)總新風(fēng)量的確定

根據(jù)<<公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)>>和<<室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)>>中關(guān)于室內(nèi)新風(fēng)量的規(guī)定，工業(yè)建筑應(yīng)保證每人不小于30m3 /h 。由此我們總結(jié)了三種方法來確定室內(nèi)總新風(fēng)量：

2.1根據(jù)送風(fēng)面積大小計算

2.2根據(jù)回風(fēng)面積大小計算

經(jīng)驗參考數(shù)值可以參考送風(fēng)面積。

2.3根據(jù)室內(nèi)人數(shù)計算

一般情況下取三者中最大值，作為我們進行新風(fēng)機的新風(fēng)量設(shè)計值。

3.新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)溫濕度和風(fēng)量的分析

第一，在一個使用獨立中央新風(fēng)系統(tǒng)的室內(nèi)，溫度源有：

第五，室內(nèi)溫度設(shè)備想冷量Qsx，在相關(guān)人員進行室內(nèi)顯冷設(shè)備設(shè)計計算時，其要換算成實際環(huán)境下顯冷量。采用第三、第四條公式，算出房間內(nèi)相抵溫度和濕度。按照相關(guān)部門的設(shè)計規(guī)范規(guī)定最小風(fēng)量要大于設(shè)計需要風(fēng)量。但室內(nèi)溫度和濕度低于設(shè)計要求時，才可以采用對新風(fēng)機組冷水初溫進行調(diào)節(jié)，從而讓室內(nèi)溫度回到設(shè)計范圍內(nèi)。

4.預(yù)加熱器的使用環(huán)境和計算

當(dāng)新風(fēng)系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)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(jié)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(nèi)空氣的溫度和濕度等參數(shù)。預(yù)加熱器的設(shè)計就是用來解決這個問題的，因此預(yù)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(xiàn)象發(fā)生，同時也足夠節(jié)能。一款有效的預(yù)加熱器或者防霜凍裝置， 一般包括一個緊湊的支撐結(jié)構(gòu)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(dāng)溫度傳感器檢測到進入熱交換器的溫度低于設(shè)定值，預(yù)加熱器啟動，以保證進風(fēng)空氣和回風(fēng)空氣在熱交換器內(nèi)能夠進行熱量交換，沒有任何霜凍現(xiàn)象。既延長了熱交換器的使用壽命，也可以保證送入室內(nèi)新風(fēng)的溫度和濕度，為我們提供新鮮適宜的空氣。

最后，當(dāng)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(fā)生相變，一般會有或多或少的冷凝水產(chǎn)生，適當(dāng)?shù)睦淠梢越?jīng)由全熱交換器部分回收到，但是當(dāng)有大量的冷凝水產(chǎn)生時，我們一般需要考慮通過軟件控制避免產(chǎn)生冷凝水，或者是設(shè)計時考慮排水結(jié)構(gòu)，最終保證設(shè)備可以正常運行。這一問題，同常和預(yù)加熱器的設(shè)計同時考慮。

總結(jié)

雖然美國早就將獨立新風(fēng)系統(tǒng)列為21世紀最有強度的行業(yè)，大量雜志社、報刊都做出大量評價，新風(fēng)系統(tǒng)普及程度大大提高。市面上的新風(fēng)系統(tǒng)更是層出不窮，但是質(zhì)量確實參差不齊。基本的功能無法保證，新風(fēng)系統(tǒng)也就成了擺設(shè)。新風(fēng)系統(tǒng)為我們提供舒適的生活工作環(huán)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(chǔ)之上，我們上述分析可以為新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計提供支持，為設(shè)計良好性能的新風(fēng)系統(tǒng)提供了更多可能性。

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