新风系统的高耗能及不能经常使用问题

2025-04-05 10:17 海云


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    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)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)

    /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。