商用新风系统的结构特点
2018-10-23 11:20:51
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  新风系统在商用领域应用较广,现在开始进入普通消费者家庭中。随着人们改善居室空气舒适度的需求越来越强烈,也催生了新风系统在结构、性能等各方面的调整升级。那么家用新风系统与商用新风系统到底有哪些差异,二者的性能和用途又有哪些不同?笔者针对新风产品的结构、安装方式、热回收等角度,对商用和家用新风系统进行一些解读。

  商用新风系统的结构特点

  商用的新风系统一般是单向直流式,单向流新风系统为强制排风、自然进风。新风机从排风口把室内空气抽到室外,就会产生气压不平衡,为了填补室内气压,室外空气通过送风口进入室内,以此实现通风换气的效果。新风从进风口进来之后,首先经过预热器,然后进入初效的过滤段,之后是表冷器,然后经过加热、加湿处理,紧接着就是通过送风机段送风。这是比较常见的商用新风系统。单向流住宅新风系统结构简单、操作简便、不占用室内空间、造价低廉,可以满足一般居室的新风换气要求。

  除了单向流新风系统,商用新风还有双向流新风系统。双向流新风系统为强制排风,强制送风。新风由新风主机送入,送风口与排风口都带有风量调节阀,通过主机的送风和排风来实现通风换气的目的。

  双向流新风系统又有一次回风和二次回风的区别。从室外送进的风,一部分是室外新风,另一部分是室内的回风,二者按照一定的比例混合,一次送入室内称为一次回风系统。新风与回风混合后再与室内空气混合一次,然后经表冷器处理后,把加热功能由二次回风来代替的就是二次回风系统。这样,回风进行了循环使用,实现了节能减排的效果。

  这种带回风的新风系统可以进行送风和回风的比例调节,比如一次回风的比例是30%的送风,70%的回风。当然这个比例可根据使用人数、空气指数等进行调节。

  双向流新风系统比单向流新风系统处理能力大,双向流新风系统可以具备热回收功能的送排风系统,在技术上也较为先进。

  新风系统的安装方式

  在安装方式上,不管是商用新风还是家用新风,都有两种类型,即中央新风系统和单体新风系统中央新风系统需要布设管道,适用于装修前的房子,并最好在建筑过程中安装完成。单体新风系统无需布设管道,常见的有柜式新风系统、壁挂式新风系统和落地式新风系统中央新风系统和单体新风系统的主体结构并无太大的区别,不同点在于单体新风系统不需要复杂的管道工程,安装方式十分单,无论装修前后都可以安装。

  新风机的热回收系统

  新风系统中的热回收,也叫热交换,是指利用排风的热量来加热送入室内的风的温度。热交换只出现在双向流(既有排风,又有送风)的新风系统中采用,这样的新风系统会阻止室内的热量随着排风被排走。热回收也有很多种,比如转轮的厚度直接影响热交换的量。对热交换效率的影响,首先是热交换系统。新风的热交换系统分主要为以下几种:

  一是转轮式热交换。商用系统的热交换主要是转轮式的。转轮式热交换的效率高,可达50%-85%。其材质的区分也非常精细,材质有金属和非金属的,整体尺寸也从两米到五米不等。一般常见的带有热交换系统的大型新风系统,很大部分都是采用转轮式的。

  二是液体循环式热交换。当新风和排风距离相对较远,不能依靠风管进行热交换的时候,就可以通过溶液进行热交换。比如北京国贸三期工程中的整个系统就是采用这种形式的热交换。

  三是板式热交换。相对于商用,板式热交换在家用新风系统应用较广。板式热交换包括金属、铝合金的热交换,比如远大用的就是铝合金的板式热交换系统。另外全热交换,或者说纸质热交换也是家用新风系统另一个重要的热交换方式,比如松下亚都新风系统就是用的这种热交换方式。另外还有板翅式热交换。板式和板翅式换热器各有其特点,它们排风的泄露量基本相近,但压力损失有所差别,板式的是1001000帕,板翅式换热器是100500帕。另外就是从整体的运动部件和转动部件来看,实际上板式和板翅式换热器没有转动部件,液体循环式和波轮式才有单独的运转部件。

  对加湿与除湿的不同要求

  对用户来说,尤其是北方的用户,对新风系统中的加湿功能特别在意,用户非常希望在家用新风体统里有加湿设备。加湿的方式有很多种,家用新风系统的加湿主要采用的就是石墨加湿和超声波加湿,这是比较健康也比较便捷的两种加湿方式。

  石墨加湿的耗电量较小,加湿的优点非常明显,不会产生细微的颗粒物,但石墨加湿的缺点是容易产生微生物的污染。另外,还有超声波加湿,其采用的是直接加水颗粒,将水颗粒打散成粒径约2.5微米的小颗粒物。但是这种加湿方式,其PM2.5的数值仍然很高,因此超声波加湿在行业中也有较大争议。需要注意的是,这种加湿方式必须加温,即在一定温度下湿度才能达到一定的饱和度。

  商用加湿方式比较多,包括版面蒸发式、电极式以及高压微物加湿、高压喷雾加湿等。比如在北京秀水街一些楼盘项目中,就是采用高压喷雾的方式,因为这种方式加湿速度快,而且不需要循环加水,储水量很小。

  除湿也有很多方式,商用大型新风系统的除湿相对好处理,碳管可以作为除湿功能,还可以通过升温、冷冻、溶液等进行除湿。

  但对于大部分的新风系统来讲,都没有单独的除湿部件,而是通过热交换。比如采用全热交换或者显热交换,但这种除湿效果不可控,不是想要什么样湿度就有什么样湿度。此外还有固态除湿和干涉除湿以及混合除湿等几种。

  值得关注的是,在商用新风系统里,洁净室不仅要有湿度、温度,还必须有安静度和风速,这也需要进行很好的控制。

  过滤组件的特性

  一般新风机的过滤器采用大气尘计数法,高效过滤器采用DOP法。还可以根据空气过滤器的具体用途、特点和结构不同进行划分。目前新风系统的过滤都进行了技术革新,功能也更加强化和多元化。不管是滤纸式、静电式还是其他形式的过滤装置,都可以到达相应的过滤效果。每一个过滤产品也都有自己的优势,也都有自己的不足,在不足的基础上不断进行改进,相应的技术就会越来越成熟。市场中常见的过滤分为以下几种。   第一是初效过滤。一般通风空气处理设备中的过滤段或新风系统的初级过滤,可自行更换滤料,纸框初效为一次性。初效有不同的级别,过滤产品不只看效果还要看耗量,而阻力就直接影响其耗电量,因此初阻率一般小于50帕。初效过滤的形式比较多也比较常见,基本都是平板式的初效。通常,初效的中阻力可以达到150250,其运行周期内如果不及时更换,那么阻力就非常大,直接影响风机的风量。有些大型设备可以直接根据传感器实时监测风量的具体变化。我们曾经做过一个试验,比如某会所使用的是1万风量的机组,如果运行两个月后,对初效过滤器和中效过滤器都没有清洗没帕有更换的话,那么风量的变化就会很大,从最初的10000帕下降到了7000帕。

  第二是中效。中效过滤一般是袋式过滤器,它可以减轻高效过滤器的负担,延长其使用寿命,也可用于工业领域的一般空气净化,其特点是阻力小、容尘量大。袋式过滤器的初阻率大约为3050帕,而中阻力就达到了80100帕。中效的滤材也分为很多种,中效的静电现象比较严重,但它的阻力非常小。中效的过滤级别在F8F9中间,阻力只有10帕左右。一般的中效过滤器,比如F7F8,它的初阻力是80帕,中阻力大概是300帕。

  第三是中高效。每一个过滤器对过滤的速度,也就是滤速,有着严格的要求。如果滤材的滤速非常快,那么整个过滤器的效果也会非常好。

  第四是高效。高效过滤产品分为很多材质,平时听的比较多的就是玻璃纤维。玻璃纤维分为很多级别,比如H11H12H13都有不同级别的品种。当然,现在也出现了一些新型材质,比如医用洁净室里的H13的聚四氟乙烯,即PTFE,也叫特富龙,等等各种新型材质和技术。当然,也要考虑中阻力的问题,如果是高效的话,可能达到400帕,一般情况下是280400帕。此外,H13的结构不同,有的是垂直式的,有的是梯形的,结构不一样,阻力的风速和接触面积也会最终影响中阻力和初阻力。

  第五,超高效。超高效的过滤级别可以达到G7,普通的H13也就是G4的级别。在实际选用过滤器时,应根据具体需求,合理选择空气过滤器的组合级数和各级的效率。而相应的技术也已非常成熟。

  目前校园新风存有的技术难点

  除了以上的基本情况以外,也希望与读者分享一下当前关注度较高的校园新风和家用新风产品。笔者也做了一些相应的研究,并且也参与了研究学校的综合需求的一些项目。在学校新风改造中,如果每个教室放一台单独的设备,最难解决的问题就是二氧化碳的问题。清华大学做过相关检测,我们也在研究并实时跟进,一节课下来就算有双向流新风系统,但如果风量达不到相应的数值,或者风量达到一定值,也没有足够的循环量,在应用中会有很大的问题。

  新风系统有进风有排风,但送排风量不是一比一的,比如是107或者106的比例。如果窗户开了一条缝,那么室内新风就会大量外泄,而且二氧化碳的浓度值很难控制在1200PPM这一数值。

  因此,针对新园用新风产品,有很多技术急需去研发,也需要建立行业的相关标准。其实我们已经积累了大量的实验数据和现场数据,而且能够根据每个学校不同的维护结构,不同的学生数量等具体情况,来制定符合需求的产品。

  整体来讲,不管是学校还是家用,都应根据用户的需求选用合适的产品,达到六度皆优。笔者家里有小孩子,本身也是新风用户,也特别关心新风未来的发展情况。在直接面对终端用户时,普通用户询问新风产品的非常多。对于校园新风产品,比较关心的一是新风能否与空调结合起来,二是新风的二氧化碳浓度能否控制在1000PPM以下,并且气流是通过集中回风实现,还是通过几个集风口实现,还是一送一排。因为,这些都与建筑息息相关。

  整体来看,商用和家用新风系统的差异还是比较大的。相对来说,商用新风系统在工艺、技术、材料、结构、空间等都有较大优势,而家用新风系统往往会受到很大限制。家用新风系统或类似用途的新风系统,相对于空气洁净解决方案的供应企业来讲,二者之间的核心差异或者说难题就在于净化,或者说不单单在于净化,而是在于换热系统。

  因为对于从事空气净化器的企业来讲,净化是老本行,是较为成熟的技术,企业知道该如何去改进、去提升技术。但是换热方面并不是净化器企业的本行,需要很多空气和换热方面的知识和技术。家用新风系统如果没有换热功能,冬天会有大量的热散失,夏天就会增加空调的负荷。这从节能和使用成本来讲,都是无法接受的。加上换热功能后,在家用新风产品较小的体量、较短的换热路径、较小的换热面积,能否实现高效的换热是需要企业研究的问题。

  而且,在现有技术水平下,对于颗粒物的净化技术已经相当成熟,对于甲醛的净化有了一定的解决方案,但是对于大量的未知的气态污染物,比如尾气排放、工业排放等,以及很多已发现气态污染物也尚未有很好的解决办法,更何况还有很多气态污染物尚甚至还未被发现,在这种情况下,如果大量的外界空气涌入房间里来,又解决不了气态污染物的消解问题,那么,用户安装新风系统后的效果就会大打折扣。因此,家用新风领域还有很多的技术难题需要去突破,在这方面需要企业多下功夫,投入至技术研发当中。

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