單向流中央新風系統對室內溫度的影響

厲 松，陳 青

（山東省濰坊生建機械有限責任公司，山東 濰坊 261001）

近年來，隨著霧霾的加重和人們對室內空氣質量的日益重視，中央新風系統[1]越來越多地走進家庭中。中央新風系統是由新風換氣機及管道附件組成的一套獨立空氣處理系統，新風換氣機將室外新鮮空氣經過過濾、凈化引進室內，同時將室內污濁、含氧量低的空氣排出室外[2]。相對于傳統開窗、換氣扇、負離子發生器或空氣凈化器等室內空氣凈化方法，中央新風系統通過科學地組織氣流，避免氣體串流，24小時不間斷地對室內進行通風，將有害氣體驅逐、除掉異味，有效減低能耗、保護健康、防塵防噪、始終保持室內空氣質量。

1 目前中央新風系統的三種系統形式[3]

1.1 單向流中央新風系統[4]

單向流中央新風系統（見圖1）由自然進風口、室內吸風口、室內吸風管道、通風機組、排風管道、室外排風口以及控制裝置等組成。依靠通風機組負壓所用將室內空氣排至室外，即“自然進風，強制排風”，系統形式簡單、方便。

圖1 單向流新風系統示意圖

1.2 雙向流中央新風系統[5]

雙向流中央新風系統（見圖2）由室外進風口、室內送風管道、室內送風口、雙向流通風機組、室內回風口、室內回風管道、室外排風口及控制裝置等組成，其中雙向流通風機組由送風機單元和排風機單元組成。雙向流中央新風系統將室外空氣通過送風管道強制送入室內，然后將室內空氣通過室內回風管道等強制排出，即“強制進風，強制排風”。與單向流中央新風系統相比，雙向流中央新風系統用機械送風代替了自然送風，可以根據要求調節室內各房間空氣壓力，使氣流分布流通更合理，能夠以更快速度有序地將室內污濁空氣排出室外。

圖2 雙向流新風系統示意圖

1.3 全熱交換型中央新風系統

全熱交換型中央新風系統是在雙向流中央新風系統基礎上，在雙向流通風機組內增加熱交換裝置[6]（見圖3），其系統特點與雙向流系統沒有差異。全熱交換型中央新風系統能夠利用室內、外空氣溫度差和濕度差，通過熱交換裝置進行能量回收，不僅換氣效果佳，節能效果也比較顯著。

圖3 熱交換新風系統的能量回收示意圖

2 單向流中央新風系統對室溫的影響分析

由于單向流中央新風系統結構簡單、造價低，故其在商品房住宅項目中應用較為廣泛。而單向流中央新風系統直接通過室外進風口將室外空氣引入室內，尤其是在北方寒冷的冬季，室內外空氣溫差較大[7]。室外低溫空氣進入室內后，對室內溫度有何影響，是一個值得關注的問題。下面本文就單向流中央新風系統對室內溫度的影響進行分析研究。

以濰坊地區為例，市中心某住宅小區建筑面積為89m2的相鄰住宅（見圖4）兩套，均有聚氨酯外保溫層[8]。

圖4 相鄰兩住宅，1#住宅安裝單向流中央新風系統，2#住宅未安裝

冬季，采用市政供熱取暖方式，其中1#住宅安裝單向流中央新風系統，2#住宅未安裝。1#住宅選用連續最大排風量為150m3/h的排風機。

根據V=S*H=89m2*2.7m=240.3m3，150/240.3=0.63>0.6次/h，房間每小時換氣次數>0.6次[9]，符合規范要求。

根據Q=0.28CpρwnL（tn-twn）[10]，式中：Q為由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量（W）；Cp為空氣的定壓比熱容Cp=l.0lkJ/（kg·K）；ρwn為供暖室外計算溫度下的空氣密度（kg/m3）；L為滲透冷空氣量（m3/h）；tn為供暖室內設計溫度（℃）；twn為供暖室外計算溫度（℃）。

考慮到冬季節能及人體新陳代謝放緩等因素[11]，新風量取20m3/h/人，按照2人計算，Q=0.28*1.01kJ/（kg·K）*1.308kg/m3[12]*40m3/h*（18+2.9）℃=309.24W，由Q=CpρV△T[13]（忽略濕度的影響），Q為由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量（W）；Cp為空氣的定壓比熱容Cp=l.0lkJ/（kg·K）；ρ為干空氣密度；V為空氣體積。

夏季，室內采用中央空調制冷。單向流中央新風開至最大風量。

Q=0.28CpρwnL（twn-tn）=0.28*1.01kJ/（kg·K）*1.18kg/m3[12]*150m3/h*（30.2-26）℃=-210.2W，由Q=CpρV△T（忽略濕度的影響），210.2W=1.01kJ/（kg·K）*1.18kg/m3*150m3/h*△T，△T=1.18℃。

3 單向流中央新風系統對室溫的影響試驗

現用某品牌溫度記錄儀連續記錄1#住宅和2#住宅在同一天之內的溫度變化，并自動生成溫度曲線，其中冬季溫度見圖5，夏季溫度見圖6。

圖5 冬季溫度曲線

圖6 夏季溫度曲線

4 單向流中央新風系統對室溫的影響分析

由圖5可知，在冬季采用市政供熱的情況下，未安裝單向流中央新風系統的2#住宅最高溫度出現在14時左右約為22℃，最低溫度出現在4時左右約為18℃。由于建筑物外墻采用聚氨酯保溫，市政供熱能使室內溫度基本保持恒定，約為19℃。室外氣溫日變化中有一個最高值和最低值。最高值通常出現在下午2時左右，最低氣溫一般出現在日出前后[14]，而濰坊地區冬季日出時間約為4時，即室外氣溫最低時刻約為4時。受室外氣溫影響，室內溫度出現小幅波動，且高低變化趨勢與室外氣溫變化相符。

1#住宅與2#住宅房型、朝向、面積、保溫情況等完全一致，且兩住宅相鄰，都未添置家具、家電、設備等，可認為兩住宅在室內外影響一致的情況下，溫度完全相同。1#住宅安裝單向流中央新風系統，由圖5可知，與2#住宅溫差最大為1.8℃，出現在4時左右；另外在14時左右，溫差約為0.8℃。其余時間溫差基本保持在1℃左右。與前述計算結果基本一致。

夏季采用中央空調制冷的情況下，1#住宅、2#住宅的溫度變化如圖6所示。未安裝單向流中央新風系統的2#住宅最高溫度出現在14時左右，約為28℃，最低溫度出現在4時左右，約為23℃，其余時間大都基本穩定在26℃左右。由于夏季晝夜溫差相對較大[15]，4時室外溫度最低與14時室外最高溫度相差約10℃，故室內溫度波動相對冬季較大。安裝了單向流中央新風系統的1#住宅，最高溫度出現在14時左右，約為29℃，最低溫度出現在4時左右，約為22℃，其余時間大都基本穩定在27℃左右，溫差約為1℃，與前述計算結果基本一致。

5 結論

單向流中央新風系統在一年中最冷的冬季和最熱的夏季，在24小時常開的情況下對室內溫度的影響僅為1℃左右，對能耗的影響也微乎其微。相對其一年365天為整個房屋提供新鮮的自然空氣，并能有效去除室內有毒有害氣體，改善室內空氣質量，這點能耗和溫度損失可以忽略不計。