新型節能新風換氣系統在空調中的應用與碳中和策略探究

【關鍵詞】新型節能新風換氣系統；空調應用；碳中和策略

引言

隨著空氣質量問題越發嚴峻，人們對于空調系統和新風功能的需求日益增加。為此，空調生產廠家要努力加強能源控制利用效率，降低能耗和噪聲水平，對系統的各項操作內容進行評估，以優化節能新風換氣系統。本研究結合實際案例加以分析，評估新風換氣系統在空調系統中的實際應用效果，并針對系統中的雙向新風系統對進排氣管道和排氣效率進行調整，以提高換氣效率，優化用戶體驗。

一、新型節能新風換氣系統概述

（一）系統組成與工作原理

新型節能新風換氣系統主要由新風機組、熱交換器、過濾器和控制系統組成。

該模塊的設計目的是為了實現新風系統的雙向換氣功能，從而提高室內空氣質量，保持室內外空氣的交換（如圖1所示）。新風管用于將外部新鮮空氣輸入室內，回風管則將室內污濁空氣排出。進風罩作為外部空氣的入口，其用途是為了更好地防止雨水和雜物進入系統。風閥位于進風罩內，用于控制空氣流動的方向。風閥的開閉可以改變空氣流動的路徑，實現單風機雙向換氣。濾網安裝在進風罩或風閥附近，用于過濾進入室內的空氣，去除其中的塵埃、花粉等微小顆粒物。風機作為動力源，加速空氣流動，促使新風進入和室內空氣排出。升降座用于固定和支撐風機，確保其穩定運行。這一系統通過高效回收和利用能量，能夠提高整體節能效果，同時保證室內空氣質量和舒適度。

（二）技術特點與創新點

新型節能新風系統擁有智能分析算法，能夠結合大數據分析模式，自動調整風量、溫度和運行模式，更貼合能源可持續化發展的要求，且維護起來較為簡便。不僅如此，符合碳中和條件下的熱交換需求的新型節能新風換氣系統，在使用一段時間后會減少對傳統供冷或供暖系統的需求，從而進一步減少能耗，提高能源控制效率。

新風系統采用的模塊化設計如圖2所示，便于使用者根據實際需求進行擴展或升級。實際設計可以根據建筑的具體情況選擇適合的模塊和配置，實現靈活定制。新風管負責將外部空氣從新風模塊引入室內。新風模塊通常包括風閥和濾網，用于控制空氣流動、過濾空氣中的雜質[1]。為了確保空氣流動的順暢，新風要通過一系列管道部件進行傳輸。這些部件可能包括管道、彎頭、連接件等。貫流風機模塊負責加速空氣流動，并將新風與室內空氣混合。

在新風系統的實際運行過程中，研究發現經過一段時間的運維控制，本次系統的功能結構特性明顯得到優化，系統結構優勢也較為明顯，說明本次設計的系統室內空氣壓力調整情況較好。這是因為大部分時間的室內空氣壓力略高于外部，從而形成微正壓條件，有助于防止污染物通過門窗進入室內，保持室內空氣的整潔。

二、碳中和背景下空調系統中新型節能新風換氣系統的應用效果分析

《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》指出，把碳達峰、碳中和納入經濟社會發展全局，以經濟社會發展全面綠色轉型為引領，在碳中和背景下，減少能源消耗和降低溫室氣體排放，成為全球重要目標。空調系統作為建筑能耗的主要部分，其能效改進對實現碳中和具有關鍵作用。傳統空調系統在新風換氣過程中存在能耗高、效率低的問題，這直接影響了整體節能效果。

（一）實驗設計與方法

1.風量測試方法

本次研究旨在表明，這種新風換氣系統在提高空調系統整體能效方面表現優異，不僅可以降低運行成本，還可以減少碳排放，為實現碳中和作出貢獻。為了進一步確認優化效果，研究在風量測試臺上進行調整前后的風量測試。首先，將待測樣機的出風口安裝在風量臺左腔室的進口處，并將新風進風管從新風模塊套管口處水平延伸放置[2]，如圖3所示。實驗通過調整風量臺兩側腔室內的壓力傳感器、噴嘴和輔助風機等設備，監控并調節腔室兩側的壓差。當腔室兩側的壓差和噴嘴出風風速在合理范圍內，出風靜壓恒穩為0時，即可開始進行最大風量的試驗數據采集。

2.噪聲測試方法

在工程實踐中，噪聲測試是評估通風系統性能的重要環節，尤其是在新風空調器的吸風和排風模式下。針對通風腔作為主要噪聲源的情況，研究采用近場測量法和頻譜分析法相結合的方法來確定噪聲特性。

在具體的噪聲測試中（如圖4所示），測試點被設置在室內機幾何中心水平前方1米處，離地面高度為1米。在這個位置，麥克風被用來采集噪聲信號[3]。為了準確捕捉樣機正面中心點的噪聲，麥克風與樣機正面中心點的高度差被設置為0.8米。這樣的布置可以確保測試點在噪聲產生和傳播過程中的代表性，從而為噪聲控制提供有效的數據支持。

（二）系統應用效果評價

1.新型節能新風換氣系統風量測試結果對比

表1對比了新型節能新風換氣系統在不同排風模式下的風量和噪聲值。數據表明，配置采用有導流格柵，相較于無導流格柵時，相對風量從1.000 m3·h-1提高到1.094 m3·h-1，

增加了約9.4%。盡管風量增加，噪聲值卻從1.00 dB（A）降至0.97 dB（A），降低了3%。導流格柵的使用不僅提高了風量，還有效降低了系統的噪聲水平。這種配置優化通風效果的同時，能減少噪聲對環境的影響，具有更好的噪聲控制性能和舒適度。

2.新型節能新風換氣系統噪聲測試結果對比

表2展示了不同通風腔和導流片配置下的噪聲測試結果。圓弧導流片的上側上偏10°，配置的噪聲值為1.010 dB（A），而上側下偏10度配置的噪聲值稍高，為1.012 dB（A）。這些數據表明，新型系統在風量提高的同時，噪聲水平保持在較低的范圍。

三、碳中和實踐下新型節能新風換氣系統在空調中的應用策略

（一）系統集成與優化設計

本次碳中和實踐為進一步滿足設計需求，需要將氣動裝置進行優化，做好增壓控制，并且對于其中的微結構調整方案加以分析。本次設計中的智能控制系統可以根據新風量和空氣荷載情況加以調整，開發智能節電模式，在空調負載較低時優先使用新風換氣系統，減少對于制冷或制熱等系統的控制需要[4]。當風機處于吸風模式時，內部高速高壓氣體會通過狹小多微孔結構，產生氣流引射現象。這種現象是由于高速氣流在微孔附近形成了低壓區，從而吸引外部流體進入，實現了氣流的增加。

（二）運行模式與控制策略

在運行模式與控制策略方面，系統利用傳感器實時監測室內外環境參數，如溫度、濕度和CO2濃度[5]；通過將右側腔室分隔為兩個通道，優化氣流路徑，提高進氣效率；通過縮短進氣路徑，進風口通道可以減少氣流在進入風機前的阻力損失，從而提高進氣效率；在出風口通道中，使用導流片來引導氣流，使得氣流在通道中的轉折角變小，從而有效減少氣流分離和氣流與壁面的沖擊損失，因為較小的轉折角有助于氣流平穩過渡，減少湍流和渦流的產生。具體實踐過程可以根據室內使用情況進行動態化調整，并結合建筑區域的分布特點進行實時調控。

（三）系統運維與管理

在系統集成化控制過程中，為了做好維修管理，技術人員要定期更換其中的空氣過濾芯，檢查熱交換器，對風機等關鍵組件進行分析；定期保養維修，對能耗水平進行測定，對可能出現的風險及時預判并控制。這樣的長效機制建設不僅能夠進一步優化系統內部能源結構，建立有效的問題響應機制；還能在問題發生之后及時做好調控，針對出現的各類技術性問題加以評估，在不同階段的設計過程中進行動態優化，確定最優化的解決方案[6]。

結語

本研究通過理論分析和實驗測試，對新型節能新風換氣系統進行了深入探討。新型節能新風換氣系統采用了先進的熱交換技術和智能控制策略，能夠通過優化風量、溫度和運行模式，實現高效的能量利用和良好的用戶體驗。實驗測試結果顯示，該系統在風量提高的同時，噪聲水平仍然保持在較低范圍，具有良好的噪聲控制性能和舒適度。這一研究結果表明，該系統設計和運行模式符合碳中和實踐下的能源可持續化發展要求，具有環保性和可持續性。它能在提高室內空氣質量的同時，顯著降低能源消耗，實現碳中和目標。