夏季工況使用顯熱回收新風(fēng)換氣機(jī)中的幾個(gè)問題

1、夏季工況使用顯熱回收新風(fēng)換氣機(jī)中的幾個(gè)問題國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心徐選才國家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心彭榮摘要結(jié)合某新建工程實(shí)際,探討了有關(guān)機(jī)組選型和使用等方面的問題。認(rèn)為:夏季工況采用帶顯熱回收裝置的新風(fēng)換氣機(jī),即使顯熱交換效率高達(dá)70%,新風(fēng)引起的冷負(fù)荷也是不可忽視的;設(shè)計(jì)中應(yīng)有保證新風(fēng)換氣機(jī)的送排風(fēng)量靠近設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行的措施,應(yīng)最大限度地減少因室內(nèi)管道阻力和送排風(fēng)風(fēng)機(jī)的出力不一致而對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境帶來的負(fù)面影響;國家有關(guān)部門應(yīng)盡快制定出新風(fēng)換氣機(jī)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以幫助設(shè)計(jì)人員和用戶鑒別選用;產(chǎn)品樣本中的措辭應(yīng)力求準(zhǔn)確嚴(yán)密;生產(chǎn)廠家應(yīng)提供詳盡、準(zhǔn)確、可靠的技術(shù)資料。關(guān)鍵詞新風(fēng)換氣機(jī)顯熱回收裝置熱

2、交換效率顯熱交換效率Pr o bl e m s i n us i n g o ut d o or a ir s up p li e rswit h s e nsi bl e h e a t re c o v e ry o n s u m m e r c o n diti o nsBy X u X uancaiand P eng RongAbst r a ctDiscusses sp ecification a nd usage of t he out door air supplier(OASbased on some p roblems arising in a new2built resi

3、de ntial building,maintains t hat in summer,cooling load f rom out door air is still not negligible even f or an OAS wit h se nsible heat recovery of70%in efficie ncy,t hat measures f or assuring an OAS operating closer t o t he rating conditions should be set in design t o minimize adverse eff ects

4、 on t he indoor environme nt,t hat a national standard needs t o be established and e nf orced f or better regulation of t he mar ket,and t hat ma nuf acturers should imp rove t he wording in t heir catalogue,p roviding users wit h detailed, accurate and reliable technical data.Keywor dsout door air

5、 supplier,se nsible heat recovery,heat exchange efficie ncy,sensible heat excha nge efficiencyNational Center of Quality Sup ervision&Insp ection and Test for Building Engineering,Beijing,China0引言隨著人們生活水平的提高,住宅室內(nèi)空氣品質(zhì)(IAQ越來越受到人們的關(guān)注,這也是近年來新風(fēng)換氣機(jī)正逐步走進(jìn)千家萬戶的根本原因,尤其對(duì)于我國嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的居住建筑更是如此。北京市海淀區(qū)某小區(qū)近期新建的某高

6、檔住宅樓就是一例。該住宅樓建筑面積24836m2,地下3層,地上21層,每層10戶(即A,B,C,D,E戶型各2戶,居室凈高2.58m。室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為2427(負(fù)荷計(jì)算時(shí)取25,相對(duì)濕度<60%(設(shè)計(jì)時(shí)取50%。夏季空調(diào)采用戶式集中空調(diào)系統(tǒng),每戶設(shè)1臺(tái)渦旋式水冷冷水機(jī)組,各房間設(shè)風(fēng)機(jī)盤管,冷水設(shè)計(jì)溫度為7/12。為改善室內(nèi)空氣品質(zhì),每戶均配備了知名品牌的新風(fēng)換氣機(jī)。2004年夏季入住以后,不少住戶因室溫偏高提出了投 訴。建筑開發(fā)商對(duì)此十分重視,曾多次邀請(qǐng)有關(guān)技術(shù)人員,分析原因研究解決辦法。在此過程中,發(fā)現(xiàn)在夏季空調(diào)冷負(fù)荷的設(shè)計(jì)計(jì)算中,未考慮室外新風(fēng)引起的冷負(fù)荷。據(jù)設(shè)計(jì)院提交的標(biāo)準(zhǔn)層E 戶

7、型(該戶型為最大戶型,戶內(nèi)使用面積為98m 2;屬于該戶型的2戶分別位于東南和西南向的夏季冷負(fù)荷計(jì)算書可知,其使用面積下的設(shè)計(jì)冷負(fù)荷指標(biāo)為64.5W/m 2。進(jìn)一步查閱已安裝的新風(fēng)換氣機(jī)的樣本,發(fā)現(xiàn)在依據(jù)有關(guān)樣本對(duì)新風(fēng)換氣機(jī)設(shè)計(jì)選型時(shí),尚存在一些應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員和建筑開發(fā)商今后注意的問題。本文擬就新風(fēng)換氣機(jī)的機(jī)組設(shè)計(jì)選型、正確使用以及產(chǎn)品樣本中出現(xiàn)的有關(guān)問題談?wù)剛€(gè)人看法,以期和同行們探討。1“熱交換效率”概念問題某廠家新風(fēng)換氣機(jī)樣本國內(nèi)有的知名品牌的新風(fēng)換氣機(jī)的產(chǎn)品說明書,為增加賣點(diǎn),特別凸顯新風(fēng)換氣機(jī)的“高效節(jié)能”,并在樣本中載明“內(nèi)置靜止熱交換器,熱交換效率大于70%,冷熱負(fù)荷不受新風(fēng)影響”

8、。實(shí)際上,我國目前市場(chǎng)上百姓有能力購置的新風(fēng)換氣機(jī),均屬于帶顯熱熱回收裝置的新風(fēng)換氣機(jī)(以下簡稱新風(fēng)換氣機(jī),即此類新風(fēng)換氣機(jī)只能回收一部分顯熱。所以,對(duì)于此類新風(fēng)換氣機(jī),為了在業(yè)界不致與“全熱交換效率”的概念引起混淆起見,建議在產(chǎn)品樣本中使用“顯熱交換效率”或“溫度交換效率”1,而不要籠統(tǒng)地采用“熱交換效率”字樣。新風(fēng)換氣機(jī)的顯熱交換效率或溫度交換效率的計(jì)算公式定義1如式(1所示。t =t OA -t SAt OA -t RA(1式中t 為新風(fēng)換氣機(jī)的顯熱交換效率或溫度交換效率;t OA 為室外空氣溫度,;t SA 為新風(fēng)換氣機(jī)的送風(fēng)溫度,;t RA 為室內(nèi)排風(fēng)溫度,。2夏季工況下新風(fēng)換氣機(jī)對(duì)

9、空調(diào)冷負(fù)荷的影響問題上述產(chǎn)品樣本中關(guān)于“熱交換效率大于70%,冷熱負(fù)荷不受新風(fēng)影響”的宣傳對(duì)建筑開發(fā)商和設(shè)計(jì)人員存在一定的誤導(dǎo)作用。本文在假定顯熱交換效率不受傳熱溫差影響(其實(shí)這是不可能的的前提下,以北京地區(qū)為例,對(duì)采用新風(fēng)換氣機(jī)時(shí)夏季新風(fēng)冷負(fù)荷進(jìn)行了計(jì)算,5種室內(nèi)溫濕度工況下的計(jì)算結(jié)果如表1所示。表2對(duì)E 戶型安裝新風(fēng)表1新風(fēng)冷負(fù)荷計(jì)算一覽表工況室內(nèi)溫度/室內(nèi)相對(duì)濕度/%室內(nèi)空氣焓/(kJ/kg 室內(nèi)外顯熱差/(kJ/kg 室內(nèi)外焓差/(kJ/kg 顯熱交換效率/%顯熱回收量與焓差之比/%新風(fēng)冷負(fù)荷/(W/m 212345與室內(nèi)其他設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的比值工況室外溫度/室外濕球溫度/室內(nèi)溫度/室內(nèi)相

10、對(duì)濕度/%顯熱交換效率/%新風(fēng)冷負(fù)荷/(W/m 2其他冷負(fù)荷/(W/m 2新風(fēng)與其他換氣機(jī)后新風(fēng)冷負(fù)荷與室內(nèi)其他設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的比值進(jìn)行了計(jì)算。表1和表2的計(jì)算條件是:北京地區(qū)的室外空調(diào)計(jì)算干球溫度33.2,濕球溫度26.4,室外空氣焓81.51kJ /kg 2。室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取2228,室內(nèi)相對(duì)濕度取40%65%,換氣次數(shù)為1h -1。表1和表2的計(jì)算結(jié)果說明:a 當(dāng)室內(nèi)環(huán)境處于室內(nèi)容許值的臨界值(即溫度為28,相對(duì)濕度為65%時(shí),新風(fēng)冷負(fù)荷仍有9.1W/m 2;當(dāng)室溫取22,相對(duì)濕度為40%時(shí),新風(fēng)冷負(fù)荷將達(dá)3013W/m 2。也就是說在新風(fēng)換氣機(jī)開啟時(shí),即使顯熱交換效率高達(dá)70%,新風(fēng)冷負(fù)荷也

11、是不容忽視的。所以,廠家樣本中關(guān)于“冷熱負(fù)荷不受新風(fēng)影響”的提法是值得商榷的。b 區(qū)別“熱交換效率”和“顯熱交換效率”或“溫度交換效率”是有必要的。由表1可見,顯熱交換效率為70%,但實(shí)際上全熱交換效率僅為18.2%25.6%。所以,不能將樣本中的熱交換效率理解為全熱交換效率。c 以該住宅樓標(biāo)準(zhǔn)層E 戶型為例,在安裝新風(fēng)換氣機(jī)的情況下,即使顯熱交換效率達(dá)到70%,在室內(nèi)設(shè)計(jì)工況下新風(fēng)冷負(fù)荷仍將占到室內(nèi)其他負(fù)荷的34.1%。3產(chǎn)品樣本中存在的應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員重視的其他問題在有些產(chǎn)品樣本中,顯熱交換效率值并未區(qū)分夏季工況還是冬季工況,僅給出了對(duì)應(yīng)于兩種不同風(fēng)量(強(qiáng)、弱兩擋下的值,如表3所示,這是值得

12、設(shè)計(jì)人員和使用者重視的事情。文獻(xiàn)1中規(guī)定的試驗(yàn)溫度工況如表4所示。從表4可見,夏季空調(diào)工況下和冬季供暖工況下的室內(nèi)外試驗(yàn)參數(shù)是有明顯區(qū)別的。僅從室內(nèi)外干球溫度的試驗(yàn)溫差來看,表3設(shè)備性能參數(shù)表1型號(hào)風(fēng)量/(m 3/h 出口靜壓/Pa 交換效率/%A 聲級(jí)噪聲/dB電流/A額定功率/W強(qiáng)弱強(qiáng)弱強(qiáng)弱強(qiáng)弱強(qiáng)弱OA 2G20020017072704240557072714946 2.8140OA 2D300F 30068530.8990OA 2D600F2600500605072744542 2.3710OA 2D600C 600500605072745444 2.3280OA 2D1000C 100

13、0750806072745650 2.5350表4溫度試驗(yàn)條件工況室內(nèi)溫度/室外溫度/干球濕球干球濕球空調(diào)27±120±235±129±2供暖20±114±25±12±2夏季為8,冬季為15。由于新風(fēng)換氣機(jī)的顯熱交換效率和對(duì)數(shù)平均溫差有關(guān),客觀上夏季和冬季工況下的顯熱交換效率也是不同的。然而,國內(nèi)部分產(chǎn)品樣本對(duì)此卻未加以區(qū)別,這也在某種程度上影響了該產(chǎn)品的正確選型和合理使用。4設(shè)計(jì)中應(yīng)注意實(shí)現(xiàn)送排風(fēng)量平衡由式(1可知,盡管新風(fēng)換氣機(jī)的顯熱交換效率僅體現(xiàn)了送風(fēng)側(cè)空氣的狀態(tài)變化,但實(shí)際上,該效率值與排風(fēng)量關(guān)系密切。根據(jù)

14、文獻(xiàn)1和前述有關(guān)產(chǎn)品樣本,該效率值是在送排風(fēng)量等量的條件下測(cè)試得來的。由基礎(chǔ)傳熱理論可知,新風(fēng)換氣機(jī)的顯熱交換效率除取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外,還和換熱板兩側(cè)介質(zhì)的對(duì)數(shù)平均溫差和風(fēng)速有關(guān)。在室內(nèi)外空氣狀態(tài)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式一定的情況下,效率值則僅和兩側(cè)的風(fēng)速有關(guān)。當(dāng)某一側(cè)的氣流速度變化時(shí),傳熱系數(shù)K 值將發(fā)生相應(yīng)的變化。遺憾的是產(chǎn)品樣本中僅載明了機(jī)組型號(hào)、風(fēng)量、出口靜壓、 噪聲、電流、額定功率等值(如表3所示,并沒有載明任何試驗(yàn)條件,也沒有具體區(qū)別送風(fēng)側(cè)和排風(fēng)側(cè)的風(fēng)量和風(fēng)壓,這種資訊不全的樣本,常常會(huì)使設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算時(shí)無所適從。所以,為了使設(shè)計(jì)選型正確,廠家應(yīng)向設(shè)計(jì)人員提供產(chǎn)品性能檢測(cè)報(bào)告,以便較

15、為合理地評(píng)估和預(yù)測(cè)新風(fēng)換氣機(jī)的使用性能。根據(jù)表3,設(shè)計(jì)人員只能姑且認(rèn)為送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和出口靜壓均是相同的。然而,在實(shí)際使用中,室外新風(fēng)由管道送入各個(gè)房間,而排風(fēng)則采用無風(fēng)管就地排風(fēng)模式。這種常見的配管方式,常常會(huì)導(dǎo)致新風(fēng)換氣機(jī)的送風(fēng)量小于其排風(fēng)量的情況,而多余的排風(fēng)量將由經(jīng)過建筑物門窗縫隙滲入的空氣來補(bǔ)充。這樣不僅會(huì)對(duì)顯熱交換效率產(chǎn)生不利的影響,而且還會(huì)導(dǎo)致新風(fēng)冷負(fù)荷增加、夏季室溫偏高。尤其是在房間較多的情況下,更易造成送排風(fēng)量的不平衡。所以,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行此類新風(fēng)系統(tǒng)配管設(shè)計(jì)時(shí),一定要考慮送排風(fēng)量的平衡問題,以確保送排風(fēng)量接近樣本的規(guī)定值。5結(jié)語5.1夏季工況下,采用帶顯熱回收裝置的新風(fēng)換氣機(jī),即使顯熱交換效率高達(dá)70%,新風(fēng)引起的冷負(fù)荷也是不可忽視的。5.2設(shè)計(jì)中應(yīng)有保證新風(fēng)換氣機(jī)的送排風(fēng)量接近設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行的措施,應(yīng)最大限度地減少因室內(nèi)管道阻力和送排風(fēng)風(fēng)機(jī)的出力不一致而對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境帶來的負(fù)面影響。5.3SA RS 風(fēng)波后,新風(fēng)換氣機(jī)正逐步受到人們的認(rèn)可,為了