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空调系统新风技术处理与发展

北京和乐宅科技有限公司    1970-01-01 08:00:00    http://www.bjhlz.com/
1.需知:新风量的增加受到新风处理能耗的制约。过去在暖通空调设计中,设计者和业主几乎只考虑到空调系统的温度和运行费用。通风只是传递温度的媒介,忽略了“新风”对改善室内空气品质、保障人体健康的影响。在过去发生SARS期间人们谈空调而色变,美国“9.11”事件后连续出现多起恐怖主义分子投放炭疽病毒等事件后使得各国更加密切关注建筑环境的安全性问题。另外,随着建筑密闭性的提高以及各种装修材料的应用,室内空气环境暴露出的问题也越来越多。这一切也暴露出空调系统存在的问题。
    近年来,随着空调通风系统的日益广泛应用和人民生活水平的提高,室内空气品质越来越受到人们的重视。为了保持室内良好的空气品质很多外国专家都开始研究如何创造健康建筑,避免病态建筑的产生。影响室内空气品质的因素很多,向室内通入新风是最有效的消除室内空气污染,保持室内空气品质的方法。中央空调系统的新风问题越来越受到人们的重视。目前国内外暖通空调领域已将惹火对新风进行处理以保持室内良好的空气品质作为主攻研究方向之一,各个空调厂家也纷纷研制出各自的新风处理产品。
2.新风供给的必要性与重要性
2.1目前新风供给的现状及存在的问题
   就新风量而言,室内新风供应量越多,对人们的健康越有利。国外许多实例表明,“建筑物综合症”产生的一个重要原因就是新风供应量不足。目前室内新风供应量不足、换气次数不够是普遍现象。当前我国《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)规定最小新风量为30m³/h。人,这个新风量标准仅仅相当于美国标准50m³/h。人的60%.在已投入运营的众多大厦中,为节能或降低造价等原因,许多建筑的新风量达不到标准,这使室内产生有害气体和多种污染物,并且不能及时合理的稀释和置换。有害污染物的显著增加,使室内空气品质劣化。另外,新风送风量计算仅仅考虑空气中CO2 含量,新风由采风口进入,经新风机处理后,通入风管送入室内这个过程可能受到许多污染。
目前,虽然空调领域已加大了对节能的重视,但是在新风处理过程中高效节能的热回收装置有待进一步的推广使用。
2.2 新风对室内空气品质的影响
   随着人类物质水平的提高,室内污染物的来源和种类也日益增加,室内空气的污染程度已远远超过了室外空气的污染程度,人们在室内接触有害物质的种类和数量明显增多。据统计,至今已发现室内空气污染物约有300种。各种新型建筑装饰材料的使用时影响室内空气品质的主要因素,比如各类保温材料、压制木料、隔音材料、地面贴砖、石料、油漆、胶合剂等室内二次装修用材料,都会释放出大量的挥发性有机化合物(voc)。新型的办公用具及家用电器,包括复印机(放出臭氧和炭)、摄像设备(放出醋酸)、图像机(放出丙烯酸脂)等也都严重恶化了室内空气。
    从室外引入新风可以对室内空气中的有害气体起到稀释作用,降低污染物的浓度,从而使室内空气品质达到人们可以接受的水平,在没有新风的环境中会有缺氧的现象如;头疼、恶心、烦躁、工作效率低等。
2.3 涉及新风供给问题的相关标准和规范
新风是空调设计和规范中有关室内空气品质考虑最多的一个问题,在空调发展的不同阶段、相应的通风标准也不同。现就目前最新的涉及新风供给问题的相关标准和规范作一简单介绍。
   《室内空气质量标准》GB/T18883-2002规定室内新风量应不小于30m³/h.人。夏季空调室内空气流速不大于0.3m/s,冬季采暖室内空气流速不大于0.2m/s。为了防止室内空气污染物对人体健康的损害。《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)还对室内常见污染物的浓度作了规范
    建设部和质量监督检疫总局实施的《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)对《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)进行了全面的修订,其中就包括看看室内热舒适性、室内空气质量的要求以及对室内新风作了规定。该规范3.1.9对建筑物室内人员所需最小新风量作了如下规定;民用建筑人员所需最小新风量按国家现行有关卫生标准确定;工业建筑应保证每人不小于30m³/h的新风量。规范6.3.7规定采用变风量空气调节系统时,应采用保证最小新风量要求的措施。规范6.3.14对空气调节系统的新风量嘴里如下规定;不小于人员所需新风量,以及补偿排风和保持正压所需风量两项中的最大值;人员所需的新风量应满足3.1.9的要求,并根据人员的活动和工作性质以及在室内的停留时间等因素确定。
    ASHRAE62.1-2004对空调系统的室外新风量的计算方法进行了全面彻底的修改,并且提高了一套完整的计算公式和数据表。    就目前最新的规范和标准可以看出对室内空气品质的要求和新风量的标准比以前的标准和规范有了很大的提高。可见人们的观念已经开始从舒适性空调向健康性空调转变。这也推动了空调系统新风处理的进一步发展。
3 现有供新风方式与特点介绍
3.1 自然渗入
    这种供新风的方式是最原始的一种,该方案不需要任何初投资,但室内空气参数受室外空气参数的变化影响较大且室内空气温度分布难以均匀。且冬天和夏天,直接开窗通风降造成惊人的能源浪费。主要适用于标准低的建筑物或旧建筑布置新风管道困难的场合。
   3.2 新回风混合送风的方式
    这样做的优点是可以减少新风空调负荷,缺点是由于大部分空气在室内循环,使得污染物不能很快地排到室外,并且会导致污染物质的扩散,危害人类健康。若加大新风量,采用全新风的运行方式,可以将室内的有害物质稀释排除室外,并且使现状被广泛关注的IAQ,VOC等问题得以解决。
3.3 独立新风系统
    独立新风系统(dedicated  outdoor air systom,简称DOAS)是由美国宾夕法尼亚大学S.A.Munmma教授提出vde一种新的空调系统。所谓独立新风系统(DOAS)指新风系统独立,它具备以下特点:
     (1)新风机采用低温送风机组,几组出风口温度低于7°c,新风机处理承担新风负荷外,还承担室内全部潜热负荷和部分显热负荷(或全部空调负荷);
     (2)室内剩余显热负荷由其他显冷设备承担,这些显冷设备可以是辐射冷吊顶、风机盘管机组、水源热泵等。若使用风机盘管,其只承担室内部分显热负荷,可实现风机盘管的干工况运行,室内无冷凝水产生,较卫生;
     (3)采用独立新风系统时,室内温度和湿度明显低于室外,因此新风和排风之间采用全热交换器,进一步降低能耗;
     (4)由于送入的新风温度等于或低于7°c,因此为了防止送风口表面凝露,同时保证室内合理的换气次数,需要次用诱导比较大的诱导风口。
4新风处理技术
4.1 新风处理
   室外空气首先要经过滤除尘,然后再通过加热或冷却等手段达到所需参数。新风过滤对维护室内空气品质极为重要。一般空调系统应设置两级过滤,第一级过滤采用效率30%的粗效过滤器,第二级过滤采用效率为65%~85%的中效过滤器。需要指出的是,目前新风过滤主要考虑室外颗粒污染物的除去,而室内空气品质涉及到的除室外固体污染物外,还有室外气态污染物。因此,新风处理还必须考虑室外气体污染物的过滤和吸附,以使新风质量达到应有的标准。
   在新风机内增加一个由紫外线灯管组成的杀菌器,这样做可以杀死细菌,减少污染,而且成本和费用较低。由于杀菌器的紫外线照不到人体,故对人体无害。消声器后的部位设负氧离子发生器。根据人体卫生要求,在每1m³的空间负氧离子的含量应不小于400个,否则人就会感觉不适,同时,负氧离子对消除污染物也有明显的效果。
4.2 新风对室内空气品质有着积极作用,所以今后的发展趋势是增大系统的新风比,为减轻或消除相应的额外负荷,可采用显热交换、全热交换、蒸发冷却等新风预处理技术,并与目前常规的通风空调设备和运行技术相结合组成最佳方案。
  (1)显热回收
    显热回收只能回收排风中的显热部分,效率较低。通常多用金属膜或者非金属膜作为换热材料。它的优点是无交叉污染,换热芯无运动,换热过程连续且运行可靠。还有一种显热回收式采用热管做外导热元件,无湿交换能力,目前在空调领域尚未商品化应用。
   (2)全热回收技术
   全热回收既能回收显热,又能回收潜热,效率高。它采用的是双向换气形式,内部设置二台独立的风机和一台交换器芯体。通常采用水分子透过型或者吸收(或吸附)型工作方式。
   最常见的全热交换器是转轮式全热交换器,其热交换效率可接近77%,它常采用蜂巢式结构,工作时换热芯体旋转往复运动。就某一个通道而言,其换热过程为周期性地在吸热吸湿和放热。其优点是热湿的转移在同一通道内完成,这样传热传质热阻湿阻小,即使在二介质的温度差、湿度差很小的时候仍能有效地工作。在大风量的应用场合体积小一些,其缺点是某些材料的解吸温度较高,二股气体之间有交叉污染的可能。另外还有一种新型的全热回收技术,即溶液全热回收热交换器。该全热交换器是由清华大学设计发明的,目前已申请了专利。
(3)蒸发冷却技术
蒸发冷却技术包括间接蒸发冷却技术IEC(Indirect Evaporative  Cooling)和直接蒸发冷却技术DEC(Direct Evaporative Cooling)。间接蒸发冷却是将需处理的新风与天然冷媒间接接触,不发生质交换,靠温差传热,使空气温度降低,属等含湿量降温过程。间接蒸发冷却技术冷却新风,节能效果也很明显。在我国西北部地区应用效果十分显著。对于我国东南部夏季室外空气湿度大,可以先进行除湿,然后再用IEC冷却。直接蒸发冷却时将需处理的新风与湿膜直接接触,空气温度降低,湿度增加,属绝热加湿过程。
5 我的结论
新风与室内空气品质有着密切的联系。随着人们对室内空气品质的日益关注,新风处理技术将成为今后空调设计研发不可缺少的一部分。在供新风时,我们不但要保证新风的数量也要保证新风的质量。空调系统时耗能大户,我们在新风处理过程中应注重热量回收问题,在向室内供给新风时应尽可能地采用各种能量回收方法对新风进行预处理,以此来减少新风带来的能耗。虽然目前国内许多空调厂家都纷纷研制出了自己的新风处理产品,市场上出现了大量的新风处理产品,但是国内尚无与新风机性能测试相关的国家标准出台。在这方面国内的标准编制部门应加大投入,早点制定出新风处理产品的相关标准。
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