單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)對室內(nèi)溫度的影響

厲 松，陳 青

（山東省濰坊生建機(jī)械有限責(zé)任公司，山東 濰坊 261001）

近年來，隨著霧霾的加重和人們對室內(nèi)空氣質(zhì)量的日益重視，中央新風(fēng)系統(tǒng)[1]越來越多地走進(jìn)家庭中。中央新風(fēng)系統(tǒng)是由新風(fēng)換氣機(jī)及管道附件組成的一套獨立空氣處理系統(tǒng)，新風(fēng)換氣機(jī)將室外新鮮空氣經(jīng)過過濾、凈化引進(jìn)室內(nèi)，同時將室內(nèi)污濁、含氧量低的空氣排出室外[2]。相對于傳統(tǒng)開窗、換氣扇、負(fù)離子發(fā)生器或空氣凈化器等室內(nèi)空氣凈化方法，中央新風(fēng)系統(tǒng)通過科學(xué)地組織氣流，避免氣體串流，24小時不間斷地對室內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)，將有害氣體驅(qū)逐、除掉異味，有效減低能耗、保護(hù)健康、防塵防噪、始終保持室內(nèi)空氣質(zhì)量。

1 目前中央新風(fēng)系統(tǒng)的三種系統(tǒng)形式[3]

1.1 單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)[4]

單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)（見圖1）由自然進(jìn)風(fēng)口、室內(nèi)吸風(fēng)口、室內(nèi)吸風(fēng)管道、通風(fēng)機(jī)組、排風(fēng)管道、室外排風(fēng)口以及控制裝置等組成。依靠通風(fēng)機(jī)組負(fù)壓所用將室內(nèi)空氣排至室外，即“自然進(jìn)風(fēng)，強(qiáng)制排風(fēng)”，系統(tǒng)形式簡單、方便。

圖1 單向流新風(fēng)系統(tǒng)示意圖

1.2 雙向流中央新風(fēng)系統(tǒng)[5]

雙向流中央新風(fēng)系統(tǒng)（見圖2）由室外進(jìn)風(fēng)口、室內(nèi)送風(fēng)管道、室內(nèi)送風(fēng)口、雙向流通風(fēng)機(jī)組、室內(nèi)回風(fēng)口、室內(nèi)回風(fēng)管道、室外排風(fēng)口及控制裝置等組成，其中雙向流通風(fēng)機(jī)組由送風(fēng)機(jī)單元和排風(fēng)機(jī)單元組成。雙向流中央新風(fēng)系統(tǒng)將室外空氣通過送風(fēng)管道強(qiáng)制送入室內(nèi)，然后將室內(nèi)空氣通過室內(nèi)回風(fēng)管道等強(qiáng)制排出，即“強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)，強(qiáng)制排風(fēng)”。與單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)相比，雙向流中央新風(fēng)系統(tǒng)用機(jī)械送風(fēng)代替了自然送風(fēng)，可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)室內(nèi)各房間空氣壓力，使氣流分布流通更合理，能夠以更快速度有序地將室內(nèi)污濁空氣排出室外。

圖2 雙向流新風(fēng)系統(tǒng)示意圖

1.3 全熱交換型中央新風(fēng)系統(tǒng)

全熱交換型中央新風(fēng)系統(tǒng)是在雙向流中央新風(fēng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，在雙向流通風(fēng)機(jī)組內(nèi)增加熱交換裝置[6]（見圖3），其系統(tǒng)特點與雙向流系統(tǒng)沒有差異。全熱交換型中央新風(fēng)系統(tǒng)能夠利用室內(nèi)、外空氣溫度差和濕度差，通過熱交換裝置進(jìn)行能量回收，不僅換氣效果佳，節(jié)能效果也比較顯著。

圖3 熱交換新風(fēng)系統(tǒng)的能量回收示意圖

2 單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)對室溫的影響分析

由于單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、造價低，故其在商品房住宅項目中應(yīng)用較為廣泛。而單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)直接通過室外進(jìn)風(fēng)口將室外空氣引入室內(nèi)，尤其是在北方寒冷的冬季，室內(nèi)外空氣溫差較大[7]。室外低溫空氣進(jìn)入室內(nèi)后，對室內(nèi)溫度有何影響，是一個值得關(guān)注的問題。下面本文就單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)對室內(nèi)溫度的影響進(jìn)行分析研究。

以濰坊地區(qū)為例，市中心某住宅小區(qū)建筑面積為89m2的相鄰住宅（見圖4）兩套，均有聚氨酯外保溫層[8]。

圖4 相鄰兩住宅，1#住宅安裝單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)，2#住宅未安裝

冬季，采用市政供熱取暖方式，其中1#住宅安裝單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)，2#住宅未安裝。1#住宅選用連續(xù)最大排風(fēng)量為150m3/h的排風(fēng)機(jī)。

根據(jù)V=S*H=89m2*2.7m=240.3m3，150/240.3=0.63>0.6次/h，房間每小時換氣次數(shù)>0.6次[9]，符合規(guī)范要求。

根據(jù)Q=0.28CpρwnL（tn-twn）[10]，式中：Q為由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量（W）；Cp為空氣的定壓比熱容Cp=l.0lkJ/（kg·K）；ρwn為供暖室外計算溫度下的空氣密度（kg/m3）；L為滲透冷空氣量（m3/h）；tn為供暖室內(nèi)設(shè)計溫度（℃）；twn為供暖室外計算溫度（℃）。

考慮到冬季節(jié)能及人體新陳代謝放緩等因素[11]，新風(fēng)量取20m3/h/人，按照2人計算，Q=0.28*1.01kJ/（kg·K）*1.308kg/m3[12]*40m3/h*（18+2.9）℃=309.24W，由Q=CpρV△T[13]（忽略濕度的影響），Q為由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量（W）；Cp為空氣的定壓比熱容Cp=l.0lkJ/（kg·K）；ρ為干空氣密度；V為空氣體積。

夏季，室內(nèi)采用中央空調(diào)制冷。單向流中央新風(fēng)開至最大風(fēng)量。

Q=0.28CpρwnL（twn-tn）=0.28*1.01kJ/（kg·K）*1.18kg/m3[12]*150m3/h*（30.2-26）℃=-210.2W，由Q=CpρV△T（忽略濕度的影響），210.2W=1.01kJ/（kg·K）*1.18kg/m3*150m3/h*△T，△T=1.18℃。

3 單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)對室溫的影響試驗

現(xiàn)用某品牌溫度記錄儀連續(xù)記錄1#住宅和2#住宅在同一天之內(nèi)的溫度變化，并自動生成溫度曲線，其中冬季溫度見圖5，夏季溫度見圖6。

圖5 冬季溫度曲線

圖6 夏季溫度曲線

4 單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)對室溫的影響分析

由圖5可知，在冬季采用市政供熱的情況下，未安裝單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)的2#住宅最高溫度出現(xiàn)在14時左右約為22℃，最低溫度出現(xiàn)在4時左右約為18℃。由于建筑物外墻采用聚氨酯保溫，市政供熱能使室內(nèi)溫度基本保持恒定，約為19℃。室外氣溫日變化中有一個最高值和最低值。最高值通常出現(xiàn)在下午2時左右，最低氣溫一般出現(xiàn)在日出前后[14]，而濰坊地區(qū)冬季日出時間約為4時，即室外氣溫最低時刻約為4時。受室外氣溫影響，室內(nèi)溫度出現(xiàn)小幅波動，且高低變化趨勢與室外氣溫變化相符。

1#住宅與2#住宅房型、朝向、面積、保溫情況等完全一致，且兩住宅相鄰，都未添置家具、家電、設(shè)備等，可認(rèn)為兩住宅在室內(nèi)外影響一致的情況下，溫度完全相同。1#住宅安裝單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)，由圖5可知，與2#住宅溫差最大為1.8℃，出現(xiàn)在4時左右；另外在14時左右，溫差約為0.8℃。其余時間溫差基本保持在1℃左右。與前述計算結(jié)果基本一致。

夏季采用中央空調(diào)制冷的情況下，1#住宅、2#住宅的溫度變化如圖6所示。未安裝單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)的2#住宅最高溫度出現(xiàn)在14時左右，約為28℃，最低溫度出現(xiàn)在4時左右，約為23℃，其余時間大都基本穩(wěn)定在26℃左右。由于夏季晝夜溫差相對較大[15]，4時室外溫度最低與14時室外最高溫度相差約10℃，故室內(nèi)溫度波動相對冬季較大。安裝了單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)的1#住宅，最高溫度出現(xiàn)在14時左右，約為29℃，最低溫度出現(xiàn)在4時左右，約為22℃，其余時間大都基本穩(wěn)定在27℃左右，溫差約為1℃，與前述計算結(jié)果基本一致。

5 結(jié)論

單向流中央新風(fēng)系統(tǒng)在一年中最冷的冬季和最熱的夏季，在24小時常開的情況下對室內(nèi)溫度的影響僅為1℃左右，對能耗的影響也微乎其微。相對其一年365天為整個房屋提供新鮮的自然空氣，并能有效去除室內(nèi)有毒有害氣體，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，這點能耗和溫度損失可以忽略不計。