通风预冷
环能三班 建筑与土木工程 王震 20163303044
在过去的20年里，长期生活和工作在现代空调建筑物内的人们表现出越来越严重的病态反应，如“病态建筑综合症”（Sick Building Syndrome），“多种化学物过敏症”（Multi-chemical
Sensitivity），并引起与之有关的过敏性肺炎、气喘病、加湿器热病、军团病、溶剂性脑病等，这一问题引起了专家学者们的广泛重视。大量调查分析表明，人们在室内停留时间已高于全天的90%，在这种情况下，上述病症的问题主要是由于室内空气品质（IAQ）不良而引起的。由于室内空气品质的原因，人们的身心健康和工作效率受到很大的影响，一些现代化密闭写字楼的工作人员受到的影响尤其严重。与此同时，由于室内空气品质间接引起的社会工作效率降低和病休、医疗费用等社会问题也受到了广泛的关注。人们迫切要求提高建筑物内空气品质。
对IAQ的大量研究结果表明：引起室内空气品质问题的原因从大的方面可分成两类：一是暖通空调（HVAC）系统设计或运行不当；二是各类污染物产生的污染作用。当然两者并非完 全独立，例如某些气体污染有时也可以解释为通风不足。第一类原因一般包括（1）通风和气流组织问题。如新风量不足，室内气流组织不好等；（2）热舒适问题。当室内未达到希望的温湿度时，由于对热状况的不满，人们也会对IAQ产生抱怨。第二类原因一般包括：（1）由于室内大气环境的恶化，由新风吸入口或门窗等进入的污染物；（2）交叉污染，这往往由于设计时各房间的压力分布不当而导致地下停车场、打印室、吸烟区、餐厅等处散发的污染物流入建筑的其他区域；（3）室内污染，如室内办公设备、装潢、家具、人员等产生的污染物；（4）微生物污染，常由空调凝水或漏水造成。 针对上述第一类原因，人们已认识到缺少新鲜空气和较高的室内相对湿度对人和建筑所造成的严重影响。为提高IAQ，就应该适当增大新风量，并将相对湿度保持在一较低的水平。针对上述问题，本文提出新风预处理概念。如果将空调房间看作为一个控制体，则干扰此控制体的扰量有许多，如室内各种各样热源、湿源及污染源等，其中室外新风往往是该控制体最大扰量。新风预处理概念是指原有控制体的控制参数发生了变化或提出了新的要求，在基本保持该控制体常规空气处理系统不变的前提下，为了消除新风引起的干扰，而对它进行合适的预处理。为此必须根据控制体的要求，建立相应的新风预处理系统，使处理后的新风参数保持在原空气处理系统的控制能力范围内。
由于过去舒适性空调的温、湿度控制要求不高，需要新风量不大，因此，不需要对新风进行预处理。但目前ASHRAE标准62-1999要求增大空调系统的新风量，并将室内相对湿度控制在一较低的水平。这样使得新风对室内的干扰比以往更加突出。空调系统的冷、湿负荷会大大增加，特别是在热湿地区，对常规的空气处理系统来说难以胜任。“新风预处理概念”的目的是使常规空调系统和设备能满足ASHRAE标准62-1999对室内（控制体）提出新要求。
本文从节能和有效控制湿度的角度，提出以热回收、冷却水预冷为基础的新风处理系统。
一、热回收式再热系统
李涛漂移热回收式再热系统是在传统再热式系统中附设预处理新风热回收装置而组成的系统。热回收装置的种类有很多，有全热交换器、显热交换器、闭式环路热回收系统、热管热回收器、热泵等等。其中以转轮式全热换热器的热回收效率最高，闭式环路热回收系统的设备费最少，且维护管理简单。
1、 附设轮转式全热交换器的再热系统
如图1所示，在原系统中的排风和新风间安装轮转式全热交换器，可在两者之间进行高效的显热和潜热交换。在夏季，对新风进行预冷减湿；在冬季对新风进行预热加湿。夏季空气处理流程在焓湿图的表示见图1。新风经预冷减湿后，冷、湿负荷大大减小，从而可减小冷却盘管的供冷量和除湿量，使常规的传统再热式系统在一定的气候条件下，能满足新标准的要求。 图1 附设全热交换器的再热系统
2．闭式环路热回收系统
(1)闭式单环路热回收再热系统
如图2在原再热系统上增加两个盘管，由一个乙二醇循环泵及连的管道，组成单环路热回收的闭式系统。夏季，从室内排出冷风，通过热回收盘管可利用排风预玲室外新风；冬季，从室内排出热风，通过热回收盘管可利用排风预热室外新风。
图2 闭式单环路
(2)闭式双环路热回收再热系统
如图3所示，为使新风得到预冷减湿，在单环路热回收系统中的送风侧冷却盘管后加第三级盘管作再热盘管，并在第一和第三级盘管间循环乙二醇溶掖，便构成一双环路热回收再热系统。新风在第一级盘管预冷减湿后吸收的热由循环乙二醇溶藏传给第三级盘管再热送风
至送风状态点，再热量可通过三通阀，控制流入第三级盘管的乙二醇溶液量来调节。冬季．双环路热回收再热系统以热回收模式运行，作为热回收系统在第一级和第二级盘管循环乙二醇溶液。由于双环路系统能够充分利用新风及排风中的能量，故可采用全新风系统，从而可更好地保证室内空气品质干衣柜。
图3 闭式双环路热回收再热系统
3. 以除湿为基础的新风预处理系统灯箱广告制作
以除湿为基础的新风预处理系统是利用除湿设备处理新风，包括两种方法：一种是直接将除湿设备处理的空气引入空调房间与经空调机组处理的冷风混合；另一种是用除湿设备预
处理进入空调机组的新风。该方法是将除湿技术与空调技术相结合，而不是以前者代替后者。它是先将新风中的潜热转化为显热，然后再利用天然冷源去除显热。这一方法可使空气温度和湿度的处理解耦，分别按标准要求对两者进行调节，既可保证温、湿度精度．又不需过冷和再热．具有较大的节能潜力，而且冷却盘管可在干工况下高效运行，无凝结水产生，极大地减少了霉菌、细菌生长的危险性，对提高IAQ也具有重要作用。在各类除湿方法中，由于转轮式除湿机采用了第三代除湿介质，除湿性能好，是目前应用较广的一种方式。这里介绍应用转轮式除湿
机的三种处理方式。
（1）新风直接除湿预处理系统
系统图见图4，具有一定温、湿度的室外新风经过滤直接进入除湿机．由除湿机处理新风中的部分潜热后．干燥而温度较高的新风与回风混合再经制冷机组等湿冷却至送风状态．最后送入室内，使室内空气满足修正标准要求。
圈4 新风直接除湿预处理系统
（2） 新风预冷除湿系统
系统图见图5。当室外新风温度较高时，为使除湿机在高效下运行，通常新风先进入新风预冷装置，以冷水(通常可利用自然冷源)冷却，降低其显热．然后进入除湿设备去除潜热。后面的过程与新风直接除湿法一样。
圈5 新风预冷后除湿系统
（3） 新风与回风混合后除湿系统
对于高温、高湿地区，仅对新风除湿仍满足不了室内温湿度要求，此时，可对新风与回风的混合风进行除湿处理，并视除湿量的大小，旁通一部分混合风．再混合、冷却至送风状态点。
图7 新风与回风混台后除湿糸统
4各种新风预处理系统的分析
泵4．1 热回收式系统
对于附设全热交换器的系统．由于新风与排风间同时进行热湿交换．热回收效率较高，可达70 以上，从而大大降低了空调系统的需冷量，且系统具有自净作用．结构紧凑，设备体积小，操作、运行、管理和维护方便，但仍需与常规冷却除湿相同的再热量，可应用于对湿度有一定要求，但叉不太严格的空调系统。如：旅馆、医院(普通诊疗室)、办公楼等。对于闭式环路热回收系统，由于存在温差损失，热回收效率较低，一般为6O 以下。空调系统的需冷量可有一定量的减少。此过程的再热量与常规再热系统相等。由于冬季室外排风与新风温差较大，冬季的热回收量比夏季高．因此，在冬季，此系统的热负荷较常规再热系统小得多：在双环路热回收系统中，由于新风与冷却盘管后的空气进行热回收，可使新风降温减湿，从而减轻冷却盘管的供冷量和除湿量．并省去了再热量、不需设再热盘管。闭式热回收环路再热系统的新风与排风间不会发生交叉感染，供热删与得热侧之间通过管道连接．对距离没有限制，布置灵活方便．特别适用于对原有建筑空调系统的改造。
4．2 以除湿为基础的新风预处理系统
新风直接除湿方法由于除湿量一定．只适用于新风温、湿度不太高的极少数地区；当新风
温、湿度较高时，为使除湿设备能满足除湿量要求．可利用新风预冷除湿系统将新风预冷，降低温度后再除湿；这两种方式的除湿量小．因此．除湿机可选小的型号．韧投资较低。当仅对新风进行除湿处理仍不能满足要求时，需采用新风与回风混合后除湿方法。此时．除湿量增大，但除湿机容量增大，韧投资增大，再生热量也相应增大；为节能，在该系统中附设转轮显热交换器·组成热回收混合除湿系统，利用排风预冷混合除湿后的高温气体．减少制冷量，同时预热排风作为再生气体，又可节省一部分再生热。
aveee5结论
(1)室内空气品质和新风量、室内温、湿度具有密切的关系。新风量增大，室内温、湿度降低都将提高室内空气品质。{ASHRE标准62 1999》提出了增大新风量，降低室内相对湿度的要求。我国国家标准GBJl9—1 987'~供暖、通风和空调设计规范》也正在进行类似的修改。遵守尽量少地改变原空调系统和充分利用原有空调设备的原则，本文提出新风预处理概念，并给出了能够满足新标准的以热回收和除湿为基础的几种新风预处理系统。
(2)热回收式再热系统能回收排风中的能量对新风进行预处理．可降低系统的部分需冷量和除湿量，减小系统的容量，其中的闭式双环路再热式系统还可省去再热量。但湿度控制仍
核桃清洗机与温度控制耦台在一起，不可避免冷、热抵消和低机器露点要求．并且不能精确控制湿度。因此，该系统仅能用于温、湿度不太高、湿度控制不太严格的场合
(3)以除湿为基础的新风预处理系统，由于将温、湿度控制解耦，避免了冷热抵消和低机器露点的要求．大大地减少了制冷量．实现温、湿度独立控制．调节方便，精度高 冷却盘管为干工况，有利于提高室内空气品质。再生热量可充分利用低品位能源或工业废热．节能效果显著。该系统能用于湿负荷大．要求湿度控制精度高的场合。
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