新风系统的设计

通风换气知识一、通风的定义和目的通风即利用自然或机械的手段将室内空气和外界空气进行交换，故也称“换气”，通风换气可达到以下几个目的：1、满足人体的呼吸（以CO2浓度作为指标）；2、有害物质、烟、臭气等的排出；3、热量的排出；4、燃烧空气的补充。当进行通风换气设计时，考虑节能性，应选择最小的外部空气量进行适当的设计。二、通风换气的分类除了以上按照不同通风方法进行分类以外，还可以将通风换气分为局部换气和全面换气。局部换气是对发生污染的局部进行换气，适用于污染源固定的污染场所，比如像厨房、工厂、实验室等这类的地方。全面换气是随着全体空气的更换对室内空气的污染浓度进行稀释的一个过程，它适用于污染源分散或不固定而无法采用局部排风的情况，比如像办公室、工厂、仓库、集会所等这类地方。三、通风换气的方法通风包括自然通风、机械通风或自然通风与机械通风联合使用等多种方法。1、自然通风利用自然风所产生的压力差和通过建筑物内外的温度差产生的浮力进行换气。当因自然换气比起机械换气来讲能力较小，又会受到自然界的影响，所以有时达不到所期待的效果。2、机械通风利用送风机或排风机等机械力量将室内的空气进行强制性的更换，如果进行了合理的换气设计，便可以达到理想的换气目的。当决定了换气方式时，应该注意设计房间和邻室产生的压力差。为了防止被污染空气的流入，要注意换气方式和风量平衡，也就是说为了避免污染度较高的房间里的气体流入外界，送风量应小于排风量，以保证房间负压；当要求洁净的房间，周围环境较差时，送风量应大于排风量，以保证房间正压。四、机械通风的方式根据通风动力应用方式的不同，机械通风可分为三种。方式一：给气和排气均利用机械力量。此种方式对于房间的送风量和排风量都可以进行很好的控制，从而可以保证室内的风量平衡或控制房间处于正压或负压状态。全热交换器即为此种方式。方式二：利用机械力量，自然排风。此时室内一般都出于正压状态。热泵型全新风机即为机械给气，如要保证室内的风量平衡，在进行全新风设计时，一般都另外需要考虑设置排风风机。方式三：利用机械力量，自然给风。此种方式一般应用在卫生间、病房等需要负压状态的场所。新风处理的方法现今，由于人们对于室内环境舒适度与健康性的要求越来越高，室内不仅需要适宜的温度和湿度，还必须有新鲜的空气，所以新风系统的设计也越来越多的被人们关注。新风引入方式有自然通风和机械通风两种。目前在新风引入方面与VRF系统结合使用的比较多的设备有全热交换器和全新风机两种，这两种设备都能很好的与VRF系统进行联动和统一控制，将新风系统和空调系统完美的融合为一体，为用户提供更为舒适的空调环境。一、全热交换器全热交换器是一种可以进行热回收的换气设备，能在换气的同时进行室内排气的能量回收，从而可以降低空调负荷，减少空调设备的容量、投资费用和运行费用。其原理是把室内空气和室外的新风通过热交换元件进行换热，也就是利用排风的余热对新风进行处理，有效地节约能源并能同时解决新风问题，提高舒适性。全热交换器是由热交换元件、风管接口、多叶片风扇、风扇电机以及空气滤网组成。新风排风送风回风室外侧室内侧全热交换器空调设备中新风的引入量，根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中以普通办公室为例，如在室人员以4m2/人、30m3/h人的新风量计算，一般新风负荷约占空调负荷的30~40%左右。由此可见，新风负荷对于空调设备容量的影响很大，为了尽量减少新风对于空调系统的影响从而达到节能的效果，设计时可以从以下两个方面考虑：1、在保证室内空气品质的基础上，减少新风引入量。在新风量要求较少的预热阶段或在室人员较少的时间段内，可设置C02浓度探头等手段来限制新风的引入量，以达到节能运转的效果。2、采用热回收功能的双向换气设施全热交换器在减少设备容量且达到节能效果这一点上可以发挥很大的作用。外气通过全热交换器，夏季可以预冷、除湿，冬季可以预热、加湿，这样可以达到节约空调能耗15~20左右。二、全新风机全新风处理机是一种能完全处理新风负荷的新风机组，由室内外机组成，室内外机之间用冷媒管连接。全新风机本身通过先进的变频技术，在实现出色的制冷/制热的同时，使送入室内的新风温度接近室内温度，在重视舒适性的场合，全新风机可以将新风冷却（加热）到接近室内温度的状态之后再吹出，从而减少了新风对于室内温度波动的影响。采用全新风VRF机组全新风VRF室内机全新风机的运转温度范围：制冷：19℃~43℃DB；制热：-5℃~15℃DB在进行设计时，可以将全新风机与VRF系统联合使用，组成一套舒适、便利的空调系统。一般以为采用全新风机的设备费用较高，但实际上，（VRF+全新风机）与（VRF+通风扇方式）的设备容量、设备费用大致相同。新风负荷由全新风机承担，室内空气负荷由VRF机组承担；处理后新风送入室内，维持室内稳定的温度场分布，使人感觉舒服。VRF+全新风机方式制冷制热选定机种室内负荷新风负荷室内负荷新风负荷VRF全新风机128kw56kw112kw35kw46HP20HP20HP室外新风处理后新风送入室内室内空气46HP空调循环处理室内空气新风负荷及室内空气负荷全部由VRF机组承担；未经处理后新风送入室内，在室外天气情况恶劣（炎热、寒冷）的情况下，破坏室内稳定的温度场分布，使人感觉很不舒服。VRF+换气扇方式制冷制热选定机种室内负荷新风负荷室内负荷新风负荷VRF128kw56kw112kw35kw66HP室外新风室内空气66HP空调循环处理室内空气未处理新风送入室内三、两种新风产品的特点全新风机和全热交换器虽然都是新风处理设备，但其拥有各自的特点，适用于不同的场合：序号全新风机全热交换器1单送风系统，有室外机有送、排风系统，无室外机2风量范围：860~15000m3/h只有送风管，适合统一送新风风量范围：150~4000m3/h有送、回风管3带冷热源的新风，减少室内负荷热回收换气、节省能源4适合面积较大、统一送风的区域比较适合用在数量多，面积小的房间有足够的吊顶空间安装送回风管5适合的室外温度-5~43℃适用于除华北、东北以外的地区适合的室外温度-15~50℃基本适用于全国范围从上表中可以看到，两种新风产品在工作原理和系统结构上都有区别，因此，对应不同的项目，全新风机和全热交换器也有各自不同的适应性，下表列举了部分不同用途的建筑全新风机和全热交换器的适应性：用途形式适用的产品适用点住宅别墅全热交换器小规格风量，外形小巧灵活，节能、舒适、控制方便，价格实惠，可根据使用习惯进行区域对应公寓、复式办公楼------全新风机风量大，一般用一台就能对应一个层面，静压高，可接较长风管全热交换器安装位置灵活，能够对应个别房间的个别要求医院诊室全新风机单送风系统，可有效避免交叉感染风量大，能满足人员多时的新风要求病房商店商场全新风机风量大，能满足人员多时的新风需求，一般用一台就能对应一个层面店铺全热交换器连锁店形式的店铺，面积不大，采用小规格产品非常适合全新风机大范围的店铺群，店面不大，但数量很多，全新风机往往一台就能对应新风系统的设计在一般的舒适性空调设计时，新风系统的设计最主要是满足人员的卫生要求和舒适性要求。新风系统的设计主要包括以下几个方面：1、新风设备的形式和容量确定；2、风管系统的设计以及阻力校核；为了确保室内的氧气量可以保证人们的正常呼吸，新风量可按照房间里每个人所需的必要空气量进行设计。一般情况下有以下两种方法。方法一：根据人数和人均新风量计算：必须的新风量（m3/h)=Q*A/BQ------所需人均新风量（m3/h.人）A------新风区域面积（m2）B------人均占有面积（m2/人）方法二：根据房间体积和换气次数计算：必须的新风量（m3/h)=C*D*EC------每小时必需的换气次数（次/h)D------新风区域面积（m2）E------天花板高度（m）实际设计中，舒适性需求的空间最常采用的是第一种计算方法，方法二多用于需要特殊空调的房间，如恒温恒湿、洁净室等。以下，以第一种计算方式举例说明新风量的确定方法。新风系统设计的基本流程如下图所示：房间功能的确定人均新风量的确定每个房间人数的确定每个房间新风量的确定每个系统的总新风量的确定新风设备形式和容量的确定风管系统的设计风管阻力校核一、新风设备的形式和容量确定一）设计流程1、房间功能的确定不同功能用途的房间，新风设计的指标也是不同的，因此必须在房间功能确定的前提下才能进行新风设计。2、人均新风量（Q）的确定在确定了房间功能后，可根据相关的设计标准或者节能标准中的新风量指标选择相应的数据，目前，新风量的最低指标一般都取30m3/h.人，但若要根据房间功能切实的确定新风量，则参见下表：公共建筑主要空间的设计新风量【GB50189—2005公共建筑节能设计标准】建筑类型与房间名称新风量【m3/h.人】旅游旅馆客房5星级504星级403星级30餐厅、宴会厅、多功能厅5星级304星级253星级202星级15大堂、四季厅4~%星级10商业、服务4~5星级202~3星级10美容、理发、康乐设施30旅馆客房一~三级30四级20文化娱乐影剧院、音乐厅、录像厅20游艺厅、舞厅（包括卡拉OK歌厅）30酒吧、茶座、咖啡厅10体育馆20商场（店）、书店20饭馆（餐厅）20办公30学校教师小学11初中14高中173、每个房间的人数确定房间功能不同，室内人员密度也是不同，而人数是计算新风量的重要因素，因此对于人数的确定可参照下表，再由以下公式计算出实际房价的人数：房价人数（人）=A/BA------新风区域面积（m2）B------人均占地面积（m2/人）一般人数必须取整，不能有小数，取整时应直接进一，而不采取“四舍五入”的方式。如当房间人数计算为3.2时，应以4人计算。建筑类别房间类型人均占有的使用面积办公建筑普通办公室4高档办公室8会议室2.5走廊50其他20宾馆建筑普通客房15高档客房30会议室、多功能厅2.5走廊50其他20商场建筑一般商店3高档商店4摘自【GB50189—2005公共建筑节能设计标准】4、每个房间新风量的确定人均新风量和房间人数相乘即可确定每个房间的新风量5、每个系统新风量的确定确定每个系统的新风量，首先需要进行系统的划分。进行系统划分后，将同一系统中每个房间的新风量相加后即可确定系统所需要的新风量。在系统划分时，需根据建筑实际的结构来确定，遵守的原则有以下几点：1）选择相近区域的房间为一个系统，且主风管的走向必须简单，尽量减少弯头；2）一个系统中选择的房间必须尽量缩短主风管的长度，避免阻力损失；3）新风设备一般摆放在吊顶高度要求不高的地方，且靠近外立面以便在外墙上开新风引入口和排风口，如走廊尽头、电梯厅、设备机房等；4）主风管一般布置在对吊顶高度要求不高的地方，如走廊等，因此在系统划分时，尽量将走廊附近周边的房间划分在同一个系统内；5）注意新风设备以及风管对于其他电气设备、消防管道等的影响和配合。【例】某办公楼标准层如图7-2，需要配置新风设备，进行新风系统的划分。由图纸上可看到建筑长度较长，有67米，但是格局比较规整，走廊在南北向的中间。考虑新风系统主管段最有利的走向布置，所以选择将新风设备摆放在左右两边走廊尽头，系统主管段布置在走廊。另外考虑到尽量减少压力损失，所以将整个楼面以电梯厅为中心纵向划分为左右两个系统，系统中的房间则正好分布在走廊两边，既方便管道布置，也避免了风管过长、弯头过多等因素。6、新风设备形式和容量的确定根据全热交换器和全新风机的特点以及适用场合的相关内容，确定其新风设备的形式。并且根据新风量参数，以“新风设备的风量大于系统所需风量”的原则来进行新风设备的选择。如当系统新风量要求为2200m3/h时，则应选择2500m3/h的新风机，对于多于的新风可通过在风管上加装阀门等方法来控制。但是，当在计算每个房间的风量时，对于人数、人均风量的考虑都放在有较大的余量的时候，若系统新风量为2200m3/h时，也可选择2100m3/h的新风机。此时，必须确认设备新风量是否能够满足实际的新风需求。二）全新风机设计举例