新风预处理概念、系统与应用

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:邹永刚1 张金明2 周福利1
[导读] 摘要:新世纪下,伴随国民生活品质的日益提升,人们也变得越来越关心空气品质。
        1佛山市顺德区意艾蒲电器有限公司  广东佛山  528000;2东莞市万科建筑技术研究有限公司  广东东莞  523000
        摘要:新世纪下,伴随国民生活品质的日益提升,人们也变得越来越关心空气品质。在室内环境当中,健康、优质的空气环境也逐步变成一大焦点内容。为了充分发挥新风系统的优势,就应高度重视新风预处理的效果。基于此,本文针对新风预处理,主要探讨了基本概念、各种系统及实践应用,希望能够促进生活环境的进一步改善。
        关键词:预处理;新风系统;应用
        在新时代下,空气品质研究课题已经成为全球性的热点问题之一。虽然室内环境空气品质往往涉及诸多方面,但是与空调系统有关的主要就是缺失新鲜空气、室内过湿等。所以,我国有调整通风标准,而明显增大了空调冷、湿负荷,相应的新风预处理也备受关注,并且被应用得更加广泛。
        一、新风预处理的基本概念
        针对空调房间而言,在众多干扰量当中,室外新风属于最大扰量。在新风预处理的基础概念上,主要指的就是改变了原有控制参数或有了新要求,基于维持常规空气的条件,为彻底解除新风干扰,需要适当采取预处理措施。所以,应从控制要求出发,创建新风预处理结构体系,以控制经过处理的新风可以维持原空气参数。在过去往往针对舒适性空调,并没有太高的温、湿度要求,新风需求量也不大,所以,不必预处理新风。但是,当前的有关标准却提出了提升空调新风量的要求,并且需要严格控制室内湿度。这么一来,新风就会更加明显地干扰室内环境。在空调系统,往往会大幅提升冷、湿负荷。尤其是在热湿区域,急剧提升了普通空气处理体系的工作压力。提出“新风预处理”这样的概念,主要旨在令普通空调可以达到新要求。从节能、湿度控制上看,基于热回收、专业除湿技术等,提出的新风预处理结构,可以用于改造原空调系统或新开发空调新系统,来充分利用新风预处理。
        二、新风预处理结构系统
        1、新风除湿式预处理系统
        (1)新风预冷除湿预处理系统
        如果室外新风为高温,为了高效运行除湿机,一般会先向预冷器输送新风,再通过冷水(天然冷源)进一步冷却,以减小显、潜热。进入除湿器适当除湿后,干燥的高温新风混合回风后,再通过冷却盘管等适当冷却到适合的送风点,才被输送到室内,以便室内空气达到新标准。
        (2)新风混合回风并除湿的预处理系统
        在高温、高湿的地方,单单采取新风除湿措施,还是无法达到室内温湿度标准。所以,可以考虑先混合新风、回风,再采取除湿措施,并根据除湿量,旁通一些混合风,然后再混合,一直冷却到送风点。
        (3)新风除湿热回收预处理系统
        在混合除湿完成后的干燥高温送风管道和低温排风管之间,设置一种显热交换器,从而组合而成新风除湿热回收预处理系统。通过预冷热回收除湿后得到的送风,辅以加热排风,再通过加热器,继续加热排风,用作转轮式除湿机需要的再生空气。这么一来,除了能够减少冷却盘管冷量外,还能降低再生空气需要的加热量,所以节能意义深远。
        2、新风热回收式预处理系统
        (1)新风全热转轮回收预处理系统
        在原来系统当中的排风管道与新风管道之间,添加全热转轮式交换器,便可以在两者间高效交换显热与潜热。通过预冷减湿新风后,大幅降低冷、湿负荷,进而降低冷却盘管需要的制冷量及日常除湿量,令以前的再热式系统也可以达到足新标准。
        (2)新风闭式热回收环路预处理系统
        第一种:新风闭式热回收单环路预处理系统。

基于原再热系统,加上两个盘管,并经由某乙二醇循环泵和连接上的管道,组合而成单环路闭式热回收系统,可以很好地处理夏季空气。当预冷新风后,便可以减小冷却盘管当中的制冷量,但却无法降低除湿量。
        第二种:新风双环路闭式热回收预处理系统。为了预冷减湿新风,就应在热回收单环路系统中安装的送风侧位置处的冷却盘管后面,添设第三级盘管,并且用作再热盘管,然后在第一级盘管、第三级盘管之间,辅以乙二醇循环,就组合而成新风双环路闭式热回收预处理系统。因为双环路可以充分发挥新风、排风当中存储能量的作用,所以,通过全新风系统,能够充分控制室内空气质量,尤其是夏季空气。在这个系统当中,降低了冷却盘管当中需要的制冷量及日常除湿量,并有所回收新风当中蕴含着的热,再一次用作热量。这样便能大幅节约再热量,并不必设置再热盘管,明显减小了冷却除湿所需的能耗值。
        三、工程实践应用
        1、改造应用概况
        针对某市按旧标准建设的一回风空调体系,通过应用新风预处理,展开了改造活动。具体的室内设计情况:在原有系统当中:φN=65%,tN=26℃。在新系统当中:φN=50%,tN=26℃。在室外的设计情况:tWS=28.2℃,tW=34℃;送风量2000m3/h。在室内具体的热湿比 =6100kJ/kg,实际新风比要求:原有15%,改造新系统30%;在送风状态上的要求,原有系统:d0=8.6g/kg,t0=21℃,改造新系统:d0=,6.4g/kg,t0=21℃。全热转轮式交换器的额定效率:Z=70%;排风侧的显热交换器的额定效率:X=70%;热回收闭式环路系统的额定效率:h=50%。从各系统出发,算出了各自的制冷量、日常再生热量。为了分别比较分析,也计算了新标准要求下的再热式传统系统。
        2、比较结果
        通过计算得出的结果显示,在新标准要求下,如果还是沿用再热式传统系统,就需要27. 1kW的制冷量(旧标准20.9kW),所以增加30%左右;而再生热量则需要由8.3kW(旧标准5.8kW),所以增加50%左右;机器露点8.6℃(旧标准12.5℃)。这么一来,就要全面改造原空调系统,很明显并不合理。如果选择新风预处理结构系统当中的全热转轮回收与单环路闭式热回收系统,就分别需要的22.0kW、26.1kW的冷量,均大于旧标准要求下的原来空调体体系当中的20.9kW冷量。这就是说:如果选择新风热回收式预处理系统,来改造原系统,除了要添加新风预处理器外,还要增设制冷器、扩大空气处理容量、增设附属设备,因此不适合采用。而在新风除湿热回收与混合除湿预处理结构系统,分别需要16.9kW、19.9kW的冷量,均低于原有空调体系所需的20.9kW冷量。所以,在改造本工程中,可以考虑新风混合除湿或热回收除湿预处理系统。只要基于原有空调系统,增设一台轮除湿机或者一台转轮除湿机及显热交换器、辅以管道便能达到要求。在这两种基于除湿的新风预处理结构系统,回收除湿热系统可以回收再生排风能量,所以,制冷量与系统再生热量均低于混合除湿体系。但是,需要辅以显热交换器方面的初投资,最后怎样选用系统,还有待深入分析经济性。
        由此可见,针对高温高湿地区,通过新风除湿式预处理系统,来改造原有空调系统很适合。值得注意的是,以上仅比较了新风预处理的能耗,在工程实践中,针对不同区域、室内条件,在改造以前空调旧系统、设计空调新系统时,还应分析技术的经济性,以得到最经济最高效的系统。
        四、结语
        总之,空前质量直接关乎人们的健康居住,所以新风预处理基础概念一经提出便引起了广泛的注意。所以,在建筑工程中,应充分关注新风预处理的作用和应用效果,从新的标准要求出发,优化设计、建造新风预处理结构系统,为人们营造一个宜居的好环境。
        参考文献:
        [1]陈琛.家用空调系统加入新风系统的必要性[J].门窗,2018,(1):231.
        [2]杨宝顺.全空气混合式空调系统冬季防冷凝新风预热研究[J].暖通空调,2018,(4):35-38,92.
        [3]裴智超,袁舒,曾宇,等.住宅新风系统PM2.5控制效果分析[J].建筑技术,2018,(2):116-119.
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