_{新風(fēng)全熱交換器}

新風(fēng)全熱交換器通過(guò)管道將室外的空氣溫度調(diào)節(jié)接近室內(nèi)空氣溫度后送入室內(nèi)，可連續(xù)不斷的提供高性能和高效率的換氣。 新風(fēng)全熱交換器在室內(nèi)帶動(dòng)空氣循環(huán)，形成恒定濕度空間；通過(guò)設(shè)備過(guò)濾掉室外空氣粉塵及其他污染物，補(bǔ)充室內(nèi)新鮮空氣，可在開(kāi)空調(diào)時(shí)不開(kāi)窗換氣。

全熱交換效率=【(室外空氣焓量-送風(fēng)空氣焓量)】/【(室外空氣焓量-室內(nèi)空氣焓量)÷2】**熱交換的原理是熱傳導(dǎo)（溫度傳導(dǎo)）和膜滲透（水蒸氣滲透），而不管是熱傳導(dǎo)和膜滲透，理論率就是達(dá)到進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)焓值的均值（當(dāng)二者體積和壓力相等的時(shí)候，可取二者中間值），這就是*熱交換的定義。舉一個(gè)不考慮潛熱的直觀算法：室外-10℃，室內(nèi)20℃，*的熱交換效率可以讓進(jìn)風(fēng)溫度達(dá)到5℃（也就是30℃溫差的一半15℃+負(fù)10℃）。80%效率可以讓進(jìn)風(fēng)溫度達(dá)到2℃（-10+15*80%）

回收設(shè)備

一類是顯熱回收型，一類是全熱回收型。顯熱回收型回收的能量體現(xiàn)于新風(fēng)和排風(fēng)的溫差上所含的那部分能量；而全熱回收型體現(xiàn)在新風(fēng)和排風(fēng)的焓差上所含的能量。單從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，全熱性回收的能量要大于顯熱回收型的能量，這里沒(méi)有考慮回收效率的因素。因此全熱回收型是更加節(jié)能的設(shè)備。

按結(jié)構(gòu)分，熱回收器分為以下幾種：

（1）回轉(zhuǎn)型熱交換器

（2）熱回收環(huán)熱交換器

（3）熱管式熱交換器

（4）靜止型板翅式熱交換器

在以上幾種熱交換器中，熱回收環(huán)型和熱管型一般只能回收顯熱。回轉(zhuǎn)型是一種蓄熱蓄濕型的全熱交換器，但是它有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，需要額外的提供動(dòng)力。而靜止型板翅式全熱交換器屬于一種空氣與空氣直接交換式全熱回收器，它不需要通過(guò)中間媒質(zhì)進(jìn)行換熱，也沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，因此，靜止型板翅式全熱交換器（也叫固定式全熱交換器）是一種比較理想的能量回收設(shè)備。

性能

2.1 固定式全熱交換器

固定式全熱交換器是在其隔板兩側(cè)的兩股氣流存在溫差和水蒸氣分壓力差時(shí)，進(jìn)行全熱回收的。它是一種透過(guò)型的空氣——空氣全熱交換器。

這種交換器大多采用板翅式結(jié)構(gòu)，兩股氣流呈交叉型流過(guò)熱交換器，其間的隔板是由經(jīng)過(guò)處理的、具有較好傳熱透濕特性的材料構(gòu)成。

2.2 三種效率的定義

全熱交換器的性能主要通過(guò)顯熱、濕交換效率和全熱交換效率來(lái)評(píng)價(jià)，它們的計(jì)算公式為：

顯熱交換效率： SE=

濕交換效率： ME=

全熱交換效率： EE=

其中：Gmin——質(zhì)量流量小的一側(cè)的空氣流量

i1、i2——分別為兩側(cè)空氣入口的焓值

t1、t2——分別為兩側(cè)空氣入口的溫度

——分別為兩側(cè)空氣入口的焓值

cp ——質(zhì)量流量小的一側(cè)的空氣的比熱

對(duì)效率定義的表達(dá)式很多，但本質(zhì)的定義還是上述對(duì)效率的表達(dá)式。這三種效率本質(zhì)的定義都是：實(shí)際交換的量（熱量或者濕量）與可能達(dá)到的理想的大的交換量的比值。

2.3 效率的影響因素

對(duì)全熱交換器的效率有以下影響因素：

（1）所用材質(zhì)的熱物性參數(shù)

（2）隔板兩側(cè)空氣的進(jìn)風(fēng)參數(shù)（包括：風(fēng)量、速度、溫度、相對(duì)濕度等）

在上述的第二個(gè)因素中，新風(fēng)的熱力參數(shù)，也就是室外的氣象條件，對(duì)全熱交換器的效率也是影響很大的。

材質(zhì)的熱物性參數(shù)以及室外氣象條件對(duì)三種效率的影響，這兩種因素對(duì)潛熱效率的影響要比對(duì)顯熱效率的影響明顯。

從能耗的角度分析了全熱交換器在武漢的使用情況，指出氣候條件越潮濕，全熱交換器比顯熱交換器更有優(yōu)勢(shì)，并得出武漢的潛熱回收效率在一年中的大部分時(shí)間保持在60%的結(jié)論。

影響因素

編輯

（1）靜止型板翅式全熱交換器的顯熱效率和潛熱效率取決于材質(zhì)的熱物性參數(shù)、平隔板兩側(cè)的界面風(fēng)速和風(fēng)量比，而與進(jìn)風(fēng)參數(shù)無(wú)關(guān)。

（2）用纖維性多孔質(zhì)基材制成單元體的全熱交換器在傳遞能量和濕量時(shí)，溫度效率與基材的工藝處理無(wú)大關(guān)系，而潛熱交換效率主要由材質(zhì)的透濕特性決定。

（3）在顯熱效率不等于潛熱效率時(shí)，全熱效率與進(jìn)風(fēng)的溫濕度條件有關(guān)。

3 固定式全熱交換器的關(guān)鍵問(wèn)題固定式全熱交換器性能的高低，除了與使用地區(qū)的氣候條件有關(guān)外，主要取決于所用材質(zhì)的熱物性能的好壞。

文獻(xiàn)或已有的產(chǎn)品中所提到的材質(zhì)有兩種：一種是特殊的紙，另外一種是膜。但是不管用哪種材質(zhì)

，從傳熱傳質(zhì)機(jī)理來(lái)講，可以分為兩種：一種是多孔滲水材料，它的傳質(zhì)機(jī)理是對(duì)流擴(kuò)散，傳遞動(dòng)力是壓力差；另一種是非滲水材料，傳質(zhì)機(jī)理是純分子擴(kuò)散，傳遞動(dòng)力是濃度差。

對(duì)于材質(zhì)的性能，大部分研究者關(guān)注的都是它的傳熱傳濕性能。但是，材質(zhì)的傳遞氣體（特別是各種污染氣體）的性能應(yīng)該是更加值得關(guān)注的。尤其是當(dāng)全熱交換器用于一些特殊場(chǎng)合（比如醫(yī)院）的空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)中帶有污染的氣體，在回收排風(fēng)中的熱量的同時(shí)，不能使污染氣體也擴(kuò)散到新風(fēng)中去。即便是在普通的大型*空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)有大規(guī)模的空氣傳播流行病爆發(fā)時(shí),空調(diào)系統(tǒng)需要切換到全新風(fēng)運(yùn)行模式，此時(shí)的排風(fēng)中攜帶有各種病毒，因此也不能使這些病毒通過(guò)全熱交換器的材質(zhì)傳遞到新風(fēng)中去。所以，從空調(diào)系統(tǒng)的健康性和安全性考慮，材質(zhì)的傳遞污染氣體的性能是更應(yīng)值得關(guān)注的。

4 理論模型的建立用多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)的理論建立模型，分析材質(zhì)的傳熱傳濕性能。大部分研究所建立的模型都建立下列的數(shù)學(xué)模型：

通過(guò)材質(zhì)的傳熱傳質(zhì)過(guò)程簡(jiǎn)化為三個(gè)步驟：

（1）材質(zhì)一側(cè)的吸附過(guò)程

（2）通過(guò)材質(zhì)的擴(kuò)散過(guò)程

（3）材質(zhì)另一側(cè)的解析過(guò)程

根據(jù)多孔介質(zhì)傳質(zhì)理論可知，多孔介質(zhì)中的質(zhì)量傳遞屬于分子擴(kuò)散形式。但是隨著空隙尺寸大小的不同，這種分子擴(kuò)散質(zhì)量傳遞的特點(diǎn)與規(guī)律有所不同，所遵守的質(zhì)量傳遞定律的表達(dá)式亦有所差別。簡(jiǎn)要分析為：

（1）當(dāng)空隙的定性尺寸遠(yuǎn)大于分子自由程時(shí)，遵守Fick定律，稱為Fick擴(kuò)散。

（2）當(dāng)空隙的定性尺寸遠(yuǎn)小于分子自由程時(shí)，發(fā)生的是Knudsen擴(kuò)散。此時(shí)，流體分子同璧面的碰撞品率比它們之間碰撞的頻率高很多，當(dāng)流體分子撞擊璧面時(shí)，避免就會(huì)對(duì)其產(chǎn)生瞬時(shí)吸附，這種吸附使得流體通量減少了。Knudsen擴(kuò)散不再遵守Fick定律。

（3）當(dāng)空隙的定性尺寸與分子自由程相當(dāng)時(shí)，多孔介質(zhì)中流體的質(zhì)量擴(kuò)散，既不遵守Fick定律，也不符合Knudsen擴(kuò)散分析的結(jié)果，也稱為過(guò)渡擴(kuò)散。

所以，材質(zhì)內(nèi)的質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程不能只用Fick定律來(lái)表示，需要根據(jù)材質(zhì)的內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)，建立不同的質(zhì)擴(kuò)散模型。

5 相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：

（1） ANSI/ASHRAE 84-1991

（2） BS EN 305：1997

（3） ISO 9360-2

（4） CEN PREN 308

（5） ASTM TEST METHOD E 96-93

(6) KS B 6879-2007

(7) JIS B 8628-2003 / JIS P 8117-1998 / JIS Z 0208-1976 / JIS Z 2150-1966

(8) 國(guó)標(biāo) GB/T 21087-2007

這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了全熱交換器的測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法，所用的測(cè)試儀器以及測(cè)試中應(yīng)注意的問(wèn)題。ASTM TEST METHOD E 96-93 是測(cè)試材料的水蒸氣傳遞特性的標(biāo)準(zhǔn)。

全熱交換器是一種很好的節(jié)能設(shè)備，有廣泛的應(yīng)用前景，在國(guó)內(nèi)也掀起了研究的熱潮，生產(chǎn)各種熱回收器的廠家也紛紛出現(xiàn)，為了規(guī)范市場(chǎng)和引導(dǎo)正確的研究方向，我國(guó)也應(yīng)該盡快建立相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

使用

編輯

獨(dú)立空氣—空氣全熱新風(fēng)換氣機(jī)的使用范圍從工業(yè)特殊場(chǎng)合擴(kuò)大到常溫狀態(tài)的一般民用場(chǎng)合，大體上經(jīng)歷了一個(gè)*漸進(jìn)的發(fā)展過(guò)程。在空氣凈化工程中， 新風(fēng)系統(tǒng)采用獨(dú)立的空氣—空氣全熱新風(fēng)換氣機(jī)進(jìn)行進(jìn)、排風(fēng)換熱節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的例子正在不斷增多。這主要有以下幾個(gè)原因：一是節(jié)能環(huán)保的要求不斷提高；二是分散空調(diào)運(yùn)行方式的增多導(dǎo)致局部補(bǔ)充新風(fēng)的要求也在增加；三是商用空調(diào)的應(yīng)用場(chǎng)合增多，往往沒(méi)有新風(fēng)裝置；四是空調(diào)室內(nèi)外空氣焓差正在擴(kuò)大，也就意味著空調(diào)機(jī)的能耗在增大；五是對(duì)提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，防止病毒、病菌的擴(kuò)散和交叉感染的呼聲日益高漲；六是建筑物氣密性越來(lái)越好，使得自然滲透的流通風(fēng)越來(lái)越少；七是城市空氣中懸浮顆粒物普遍偏高成為城市空氣污染的首要原因。

全熱新風(fēng)交換器的功能和特點(diǎn)從用途來(lái)說(shuō)，由初的除濕，到再熱回收，進(jìn)而發(fā)展到全熱回收；從換熱效率來(lái)說(shuō)，已逐漸從只有顯熱交換的高溫傳熱過(guò)程，發(fā)展到今天的常溫全熱過(guò)程；從采用的換熱方式來(lái)說(shuō)，由吸收或吸附方式轉(zhuǎn)而發(fā)展到采用透過(guò)形工作方式；從傳熱材料來(lái)說(shuō)，由過(guò)去為保證換熱效率而使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料特殊、價(jià)格高的材料，進(jìn)而發(fā)展到使用廉價(jià)并能保證換熱效率的材料。市售的用于空氣—空氣新風(fēng)換氣機(jī)的類型，按換熱芯運(yùn)動(dòng)與否分為靜止式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。靜止式換熱器通常采用板式結(jié)構(gòu)，有顯熱類和全熱類兩種。顯熱類通常多用金屬膜或者非金屬膜作為換熱材料，而全熱類則通常采用透過(guò)形或者吸收、吸附形工作方式。靜止式的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)交叉污染，換熱芯無(wú)運(yùn)動(dòng)，換熱過(guò)程連續(xù)且運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。這類全熱交換器的功能不僅僅是換氣，還可以除塵，進(jìn)與出的換氣量能夠保證，而且設(shè)有過(guò)濾裝置，能夠過(guò)濾室外空氣里的灰塵等。同時(shí)，它還可控制室內(nèi)氣壓，也可作單向只排不送或只送不排的運(yùn)行，可以隔絕室外噪音，在夏季除濕，冬季增濕，維持室內(nèi)熱環(huán)境的舒適性。還有一種靜止式換熱器采用熱管作為導(dǎo)熱元件，無(wú)濕交換能力，在空調(diào)通風(fēng)領(lǐng)域尚未實(shí)現(xiàn)商化應(yīng)用。

旋轉(zhuǎn)式換熱器通常采用蜂巢式結(jié)構(gòu)，同樣也有顯熱類和全熱類兩種。全熱類通常采用吸收或吸附工作方式；而顯熱換熱類通常采用金屬或非金屬材料，以蓄熱方法工作。通過(guò)換熱芯的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就某一個(gè)通道而言， 其換熱過(guò)程為周期性地在吸熱吸濕和放熱解吸之間轉(zhuǎn)換，依靠換熱芯自身的運(yùn)動(dòng)和芯材的熱濕性能而工作。在大風(fēng)量的應(yīng)用場(chǎng)合體積小一些，其缺點(diǎn)是某些材料的解吸溫度較高，二股氣體之間有交叉污染的可能。其優(yōu)點(diǎn)是熱、濕的轉(zhuǎn)移在同一通道內(nèi)完成，傳熱介質(zhì)熱阻、濕阻小，即使在介質(zhì)的溫度差、濕度差很小的時(shí)候仍能有效工作。