单向流中央新风系统对室内温度的影响

厉 松，陈 青

（山东省潍坊生建机械有限责任公司，山东 潍坊 261001）

近年来，随着雾霾的加重和人们对室内空气质量的日益重视，中央新风系统[1]越来越多地走进家庭中。中央新风系统是由新风换气机及管道附件组成的一套独立空气处理系统，新风换气机将室外新鲜空气经过过滤、净化引进室内，同时将室内污浊、含氧量低的空气排出室外[2]。相对于传统开窗、换气扇、负离子发生器或空气净化器等室内空气净化方法，中央新风系统通过科学地组织气流，避免气体串流，24小时不间断地对室内进行通风，将有害气体驱逐、除掉异味，有效减低能耗、保护健康、防尘防噪、始终保持室内空气质量。

1 目前中央新风系统的三种系统形式[3]

1.1 单向流中央新风系统[4]

单向流中央新风系统（见图1）由自然进风口、室内吸风口、室内吸风管道、通风机组、排风管道、室外排风口以及控制装置等组成。依靠通风机组负压所用将室内空气排至室外，即“自然进风，强制排风”，系统形式简单、方便。

图1 单向流新风系统示意图

1.2 双向流中央新风系统[5]

双向流中央新风系统（见图2）由室外进风口、室内送风管道、室内送风口、双向流通风机组、室内回风口、室内回风管道、室外排风口及控制装置等组成，其中双向流通风机组由送风机单元和排风机单元组成。双向流中央新风系统将室外空气通过送风管道强制送入室内，然后将室内空气通过室内回风管道等强制排出，即“强制进风，强制排风”。与单向流中央新风系统相比，双向流中央新风系统用机械送风代替了自然送风，可以根据要求调节室内各房间空气压力，使气流分布流通更合理，能够以更快速度有序地将室内污浊空气排出室外。

图2 双向流新风系统示意图

1.3 全热交换型中央新风系统

全热交换型中央新风系统是在双向流中央新风系统基础上，在双向流通风机组内增加热交换装置[6]（见图3），其系统特点与双向流系统没有差异。全热交换型中央新风系统能够利用室内、外空气温度差和湿度差，通过热交换装置进行能量回收，不仅换气效果佳，节能效果也比较显著。

图3 热交换新风系统的能量回收示意图

2 单向流中央新风系统对室温的影响分析

由于单向流中央新风系统结构简单、造价低，故其在商品房住宅项目中应用较为广泛。而单向流中央新风系统直接通过室外进风口将室外空气引入室内，尤其是在北方寒冷的冬季，室内外空气温差较大[7]。室外低温空气进入室内后，对室内温度有何影响，是一个值得关注的问题。下面本文就单向流中央新风系统对室内温度的影响进行分析研究。

以潍坊地区为例，市中心某住宅小区建筑面积为89m2的相邻住宅（见图4）两套，均有聚氨酯外保温层[8]。

图4 相邻两住宅，1#住宅安装单向流中央新风系统，2#住宅未安装

冬季，采用市政供热取暖方式，其中1#住宅安装单向流中央新风系统，2#住宅未安装。1#住宅选用连续最大排风量为150m3/h的排风机。

根据V=S*H=89m2*2.7m=240.3m3，150/240.3=0.63>0.6次/h，房间每小时换气次数>0.6次[9]，符合规范要求。

根据Q=0.28CpρwnL（tn-twn）[10]，式中：Q为由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量（W）；Cp为空气的定压比热容Cp=l.0lkJ/（kg·K）；ρwn为供暖室外计算温度下的空气密度（kg/m3）；L为渗透冷空气量（m3/h）；tn为供暖室内设计温度（℃）；twn为供暖室外计算温度（℃）。

考虑到冬季节能及人体新陈代谢放缓等因素[11]，新风量取20m3/h/人，按照2人计算，Q=0.28*1.01kJ/（kg·K）*1.308kg/m3[12]*40m3/h*（18+2.9）℃=309.24W，由Q=CpρV△T[13]（忽略湿度的影响），Q为由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量（W）；Cp为空气的定压比热容Cp=l.0lkJ/（kg·K）；ρ为干空气密度；V为空气体积。

夏季，室内采用中央空调制冷。单向流中央新风开至最大风量。

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（忽略湿度的影响），210.2W=1.01kJ/（kg·K）*1.18kg/m3*150m3/h*△T，△T=1.18℃。

3 单向流中央新风系统对室温的影响试验

现用某品牌温度记录仪连续记录1#住宅和2#住宅在同一天之内的温度变化，并自动生成温度曲线，其中冬季温度见图5，夏季温度见图6。

图5 冬季温度曲线

图6 夏季温度曲线

4 单向流中央新风系统对室温的影响分析

由图5可知，在冬季采用市政供热的情况下，未安装单向流中央新风系统的2#住宅最高温度出现在14时左右约为22℃，最低温度出现在4时左右约为18℃。由于建筑物外墙采用聚氨酯保温，市政供热能使室内温度基本保持恒定，约为19℃。室外气温日变化中有一个最高值和最低值。最高值通常出现在下午2时左右，最低气温一般出现在日出前后[14]，而潍坊地区冬季日出时间约为4时，即室外气温最低时刻约为4时。受室外气温影响，室内温度出现小幅波动，且高低变化趋势与室外气温变化相符。

1#住宅与2#住宅房型、朝向、面积、保温情况等完全一致，且两住宅相邻，都未添置家具、家电、设备等，可认为两住宅在室内外影响一致的情况下，温度完全相同。1#住宅安装单向流中央新风系统，由图5可知，与2#住宅温差最大为1.8℃，出现在4时左右；另外在14时左右，温差约为0.8℃。其余时间温差基本保持在1℃左右。与前述计算结果基本一致。

夏季采用中央空调制冷的情况下，1#住宅、2#住宅的温度变化如图6所示。未安装单向流中央新风系统的2#住宅最高温度出现在14时左右，约为28℃，最低温度出现在4时左右，约为23℃，其余时间大都基本稳定在26℃左右。由于夏季昼夜温差相对较大[15]，4时室外温度最低与14时室外最高温度相差约10℃，故室内温度波动相对冬季较大。安装了单向流中央新风系统的1#住宅，最高温度出现在14时左右，约为29℃，最低温度出现在4时左右，约为22℃，其余时间大都基本稳定在27℃左右，温差约为1℃，与前述计算结果基本一致。

5 结论

单向流中央新风系统在一年中最冷的冬季和最热的夏季，在24小时常开的情况下对室内温度的影响仅为1℃左右，对能耗的影响也微乎其微。相对其一年365天为整个房屋提供新鲜的自然空气，并能有效去除室内有毒有害气体，改善室内空气质量，这点能耗和温度损失可以忽略不计。