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熱交換的原理和缺陷:新風系統如何防止散熱損失

發表時間:2017-10-30 17:30

熱交換的原理和缺陷:新風系統如何防止散熱損失

  家用新風系統的最大難題之一是如何控制送入的空氣溫度。冬天外界冷空氣送入室內會導致室內溫度下降,致使室內出現不舒服的冷氣流,而且供暖的成本會增加。下面我們分析一下新風系統如何加熱送入的空氣。

方法№1: 熱回收

  熱回收,也叫做熱交換,是指利用排風的熱量來加熱送入室內的風的溫度。熱交換只出現在雙向流(既有送風又有排風)的新風系統里。這樣的新風系統會阻止室內的熱量隨著排風被排走。

熱交換器原理

  目前應用最為廣泛的換熱器是“間壁式換熱器”,原因是它的尺寸相當進湊,而且原理比較簡單。熱交換器是由一層一層的平行的芯片組成的特殊結構,特選材質的芯片之間流著兩種氣流:冷的外界空氣進入室內,而溫暖的室內空氣排到室外。兩種流體在熱交換里交接,交換熱量,但不會混合在一起。

熱交換器原理圖

1. 送風(藍色箭頭)和排風(紅色箭頭)在芯片之間流動。平行的芯片被隔開一定的距離,讓同類流體流動在同一方向。為了防止這兩種氣流的混合,熱交換器的結構必須處理得很緊密。

2. 芯片材質的導熱性越高,熱交換的效率就越高。最常見的材質為特殊的紙和經過特殊處理的鋁。

3. 冷氣流遇到芯片被分成很多小流體。每個小流體在芯片的表面接觸到溫暖的排風流體。由于芯片的材質導熱性高,溫暖的排風流體可以把熱量遞給冷的送風流體,同時從室內排出的污染物不會進入送風氣流。

  家用新風系統一般用的就是這種間壁式換熱器。但實際上它的效果如何呢?

  民用熱交換器之缺陷

1、結冰問題,也是民用熱交換器最常見的問題。冬季最冷的時候,也就是最需要熱回收的時候,熱交換器經常會因結冰而失效。當室外溫度達到零下幾度時,芯片之間的空間開始出現冷凝液, 然后很快就結冰。原因是,室內的溫暖空氣含有許多濕氣,它進入熱交換器以后馬上降溫,直到變成冰塊。為了解決這種困擾,用戶需要定時關閉新風機讓熱交換器解凍,或者在熱交換器前面加上小功率的加熱器。成本高一些的熱交換器在冷的室外空氣的情況下運作得可靠一些,但目前就連市面上最先進的熱交換器也無法完全解決結冰問題。

2、串流問題。有的帶熱交換的雙向流新風機的送風孔和排風孔的距離很小,甚至位于同一分成一半的管道中。這樣會導致排氣被吸入送風風管,結果是外界空氣和排風混合進入室內。

  專業通風系統里,空氣的進風口和排風口相距較遠,從而避免了竄流。這一點可通過觀察任何帶有送風的建筑頂部或閱讀相關設計標準得到證實。為了保證不管是設備所在的室內,還是整個房間的正常空氣交換,最好盡量拉開進風口和排風口的距離,緊湊型的壁掛式新風系統很難做到這一點。

3、效率問題。實際效率是熱交換器的限制之一。溫暖的排風能夠把多少熱量傳遞給送入的冷空氣,取決于結構的復雜程度。好的熱交換器的效率可以達到60-75%,差一點的效率在40-50%左右。

  冬季,帶熱交換的新風機送風的溫度很容易按照下列公式來計算出:

  熱交換效率公式

  比如,室外溫度下降到-10度,室內溫度+25度的情況下,帶有75%效率熱交換的新風系統送入的空氣溫度才+3度。

  出風口溫度為:-10度+ 35/2*75% = +3度

  當您的家人在臥室里睡覺,新風機送入+3度的冰冷的空氣,容易導致著涼或者更嚴重的問題。

  帶熱交換的新風機無法控制送入的溫度,只能用室內暖空氣的熱量稍微提升送入的冷空氣溫度。

  家用壁掛式新風機帶有熱交換,每年冬季可幫用戶節省大約200-300元的電費(具體取決于不同地區的電費標準和熱交換的效率)。

  如此看來,熱回收本身含有價值。如果適當使用熱回收,它能夠幫用戶節省很多能量和電費。比如,在歐洲新蓋的樓盤附帶著內置熱交換器的中央新風系統。但如果在蓋樓的時候沒有安裝熱回收,而等到蓋好之后再安裝,成本就會非常高:中央新風機本身價格、安裝、室內裝修、加上防止熱交換結冰的加熱器的費用,加起來是一筆不小的錢。對小戶型的住宅來說,有更合理的方法:在送風進入室內之前,直接把送入的空氣加熱到室內溫度。

  方法№2: 智能升溫系統

  如果新風機帶有智能升溫系統,它可以使外界冷空氣達到室內一樣的溫度,而且會根據室內外溫度的溫差用最小的功率來保持送風溫度。

  比如,巨恒新風器能夠保證單獨房間的空氣流通,它的效果對一個普通的住宅來說是足夠的。機器內部帶有的加熱器能夠將送入的空氣加熱到用戶設置的溫度,不管外面多冷,哪怕-40度,也可以保持恒溫的送風溫度。


  與熱交換相比,智能升溫系統的優勢是:

  智能升溫系統的加熱器的功率是完全自動控制的。智能溫控系統按照室內和室外溫度的溫差開啟/關閉加熱器,自動調試加熱力度。這樣便可以保持用戶設置的送風溫度(比如,+25度),同時節約耗電量。

  帶智能升溫系統的新風機冬季不會結冰。巨恒新風智能加熱,全面的保溫保護,位于外墻里的整個通風道也被保溫管保護。所以,通風道和機器內部不會出現任何冷凝液。

  巨恒新風器保證大量送風,把溫暖的、潔凈的新鮮空氣送入室內,并從廚房和衛生間的排風口排出含二氧化碳、甲醛、細菌和灰塵的臟空氣,保證整個房間的完善通風效果。

  這樣的新風器無塵安裝只需要1小時,不需要安裝復雜的風管,也不需要重新裝修。

  結論

  如果您有已裝修好的中小戶型的住宅,您想要在室內呼吸溫暖的新鮮空氣,最簡單的方法是安裝帶有智能升溫系統的新風器。


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