新风系统在改善室内空气质量(IAQ)方面具有重要作用,但其能耗问题也不容忽视。新风系统的能耗主要来源于 空气输送能耗(风机) 和 热交换处理能耗(温湿度调节),具体表现如下:
1. 新风系统的主要耗能环节
(1) 风机能耗(空气输送)
风阻影响:管道设计不合理(弯头多、管径小)、过滤器堵塞会增加风阻,导致风机功率上升。
风量需求:高换气次数(如医院、实验室)需要更大风量,风机能耗显著增加。
(2) 热负荷处理(温湿度调节)
冷/热负荷增加:
冬季:室外冷空气需加热至舒适温度(如-5℃→20℃),耗能高。
夏季:室外湿热空气需降温除湿(如35℃→26℃),除湿比降温更耗能。
无热回收系统时:直接排放室内空气会浪费大量已调节的能量(占空调能耗的30%~50%)。
(3) 额外能耗(辅助设备)
电辅热:部分新风系统在极寒天气下使用电加热,能效比(COP)低(1:1,远低于热泵)。
加湿/除湿设备:北方冬季加湿、南方夏季除湿均需额外耗能。
2. 影响新风系统能耗的关键因素
因素 | 影响 | 典型能耗变化 |
换气次数 | 换气次数越高,风量和热负荷越大 | 每增加1次/h换气,能耗↑10%~20% |
热回收效率 | 热交换效率低会导致更多能量损失 | 无热回收时,能耗↑30%~50% |
气候条件 | 极端温度(严寒/酷暑)增加温控负荷 | 北方冬季比过渡季节能耗高2~3倍 |
系统类型 | 全热交换vs. 显热交换 vs. 普通新风 | 全热交换比普通新风节能50%~70%,但仍有高达30-50%的热损失 |
运行模式 | 智能控制(按需调节)vs. 24h全开 | 智能控制可节能20%~40% |
3. 新风系统为降低能耗的有限解决方案
(1) 采用高效热回收装置
全热交换新风(ERV):同时回收显热(温度)和潜热(湿度),节能率可达60%~80%。但仍有20-40%热损失,能耗仍然很大,使用费用极高,不能长期运行使用。
显热交换新风(HRV):仅回收温度,适合干燥气候(如北方冬季)。
(2) 优化风量控制
变风量(VAV)系统:根据CO₂、PM2.5等传感器自动调节风量,减少无效换气。
分时段运行:夜间或无人时降低风量(如从300m³/h降至100m³/h)。
(3) 减少风阻与风机能耗
优化管道设计:减少弯头、采用圆形风管(比矩形风管风阻小)。
使用EC风机:比传统AC风机节能30%~50%。
(4) 结合空调系统优化
采用热泵式新风:直接利用热泵进行温湿度调节(COP可达3~4,比电辅热更高效)。
(5) 智能管理与维护
定期清洗滤网:堵塞的滤网可增加风机能耗20%以上。
监测系统能效:通过物联网(IoT)实时优化运行策略。
4. 不同新风系统的能耗对比
新风类型 | 典型能耗(kW·h/100m³/h) | 节能特点 |
普通新风(无热回收) | 0.8~1.2 | 能耗最高,适合短期使用 |
显热交换(HRV) | 0.5~0.8 | 适合温差不大的地区 |
全热交换(ERV) | 0.3~0.6 | 有一定的节能,适合高湿度地区 |
智能变风量(VAV) | 0.2~0.5(平均) | 按需调节,综合能效最高 |
5. 新风系统的局限性
新风系统,只是使室内空气中的氧含量比原来好一些,接近室外城市的空气水平,但是新风系统不仅不能高效处理城市空气中的有害物质,而且经过改进后能耗依然很高,目前新风业界认为新风系统的能耗主要取决于 热回收效率、风量控制、气候条件 等因素,在作一些有限的改进:
(1)优先选择全热交换(ERV)新风,大幅降低温湿度调节能耗。
(2)采用智能变风量(VAV)控制,避免过度通风。
(3)定期维护滤网和风管,减少风阻损失。
(4) 结合热泵或地源系统,进一步提升能效。