1 新風(fēng)系統(tǒng)裝置構(gòu)成部分要求
被動式建筑中對新風(fēng)裝置的要求,部分來說,比其在傳統(tǒng)用途的要求有了顯著的提高。根據(jù)[FEI99]的規(guī)定,對于熱回收系統(tǒng)和通風(fēng)裝置有了更嚴(yán)格的要求,以確保在被動式建筑中熱供給達到滿意效果而避免使用傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)。
對于通風(fēng)體積流量較小的新風(fēng)裝置,按[FEI99],及[FEI100]的要求,尚有以下的注釋需要補充:
舒適標(biāo)準(zhǔn):
送風(fēng)溫度≥16.5°C
熱交換的效率:
按經(jīng)驗有效的熱供給率須≥75%的綜合平衡流量,而在多層住宅建筑中的回風(fēng)處的有效熱供給率須≥80%。目前適用的大流量的對流熱交換器,如在多層住宅建筑中的中央新風(fēng)裝置,其熱供給率目前可以達到82%。
針對此項須提供熱能技術(shù)的專業(yè)鑒定。住宅建筑新風(fēng)裝置熱供給率的考核,須根據(jù)EN13141-7 對整合設(shè)備、EN308對模塊設(shè)備的規(guī)定進行考核。此外也可以提供由達姆施塔特被動式建筑研究所頒發(fā)的檢驗證書。
電效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn):
新風(fēng)機組的總電量的采樣條件不能超過標(biāo)準(zhǔn)使用量0.45Wh/m3。標(biāo)準(zhǔn)使用量可以按配置體積流量的70%計算。按標(biāo)準(zhǔn)使用條件理解,配置體積流量是機器持續(xù)工作所用的流量。
擁有高體積流量的設(shè)備,如設(shè)置在多層住宅建筑中的中央系統(tǒng),取值應(yīng)該低于0.40W每m3/h。這個值基本上是很容易達到,卻也是產(chǎn)生最多疏漏的位置。
準(zhǔn)確反應(yīng)實際壓力損失的計算和風(fēng)扇位置的正確布置具有決定因素。
泄漏避免
剩余泄漏(室內(nèi)與室外)≤3%
機組的熱保溫
保溫要好于5W/K
平衡/可調(diào)節(jié)性
送風(fēng)和回風(fēng)總體流量須可以與額定容積流量均衡,三檔可調(diào)。推薦設(shè)置一個關(guān)閉檔。通??梢姙椤白钚 薄ⅰ皹?biāo)準(zhǔn)”、“聚會”及“關(guān)閉”這幾個檔位。
房間空氣的衛(wèi)生
室外空氣進風(fēng)過濾器至少配F7細(xì)濾網(wǎng),出風(fēng)過濾器至少配G4粗濾網(wǎng)。
防凍保護
間斷新鮮空氣輸入,或不間斷平衡。
噪音保護
噪音壓力,臥室<25dB(A);功能房間<30dB(A);儲物間<35dB(A)。為了維持被動式建筑的高舒適水準(zhǔn),特別在臥室和客廳應(yīng)盡可能將噪音等級控制在20dB(A)以下。
這個數(shù)值是針對較低空氣容積流的新風(fēng)機組的認(rèn)證方針,而目前被動式建筑研究所正致力于針對大型系統(tǒng)的認(rèn)證方針,因大型機組在多層住宅建筑中應(yīng)用廣泛。期間被動式建筑研究所已經(jīng)對第一個大型機組進行了認(rèn)證。
2 新風(fēng)設(shè)備的衛(wèi)生因素
VDI6022中進行了規(guī)定新風(fēng)機組的衛(wèi)生要求。含加濕器或不含加濕器的暖通設(shè)備在設(shè)計、制造、施工、運行、維護、維修、檢查角度的建造、技術(shù)、組織方面的措施,在此均有描述。VDI6002在2006.04.01進行了修訂,廢除了DIN1946并加入對歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN13779的詮釋。
VDI6022中規(guī)定了過濾器可視性檢查的達到要求,使其建議使用壽命通常得以保障。
較短的管道,盡可能少的分支,光滑的和無靜電的管道表面材料,盡可能多的維修口原則上是有好處的。在建造階段,應(yīng)該避免污物和灰塵的進入管道系統(tǒng)。
3 新風(fēng)設(shè)備模塊
1 熱交換器
每個可以調(diào)控室內(nèi)新風(fēng)裝置的核心部件是一個高效率的熱交換器。被動式建筑研究所確定了6.4.1章節(jié)運用的、住宅新風(fēng)設(shè)備熱交換器的最低值。[FEI99]
圖44 逆流板式熱交換器軸測圖
一般來說被動式建筑所要求的高效熱回收等級唯有通過含有逆流板式熱交換器的新風(fēng)設(shè)備才能達成。逆流換熱是,出風(fēng)和新風(fēng)交叉穿過熱交換熱板,新風(fēng)在熱交換器內(nèi)被出風(fēng)預(yù)熱。在高效率的熱交換器內(nèi),新風(fēng)大多數(shù)已經(jīng)被預(yù)熱至17-18°C,排除了竄風(fēng)現(xiàn)象。但是熱量回收利用前提是一個氣密的建筑外殼,用以保障室內(nèi)空氣中的能量不致于在縫隙部位流失。
在熱回收率的計算中,被動式建筑研究所針對比較目的設(shè)定的初始輸入?yún)?shù)如下:室外空氣(-3°C和6°C,各80%的相對空氣濕度)和回風(fēng)(+21°C,0-15%的相對空氣濕度)。某備選熱交換器的數(shù)據(jù)計算如下:
表5 一個熱交換器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)[luefta]
每個新風(fēng)機組均應(yīng)含有一個可繞過熱交換器夏季旁路。夏季旁路使涼爽外部空氣(尤其是夜晚)不改變溫度地到達室內(nèi)以實現(xiàn)較舒適的溫度。對于溫度較高的外部空氣(比室內(nèi)溫度高),熱交換器又代替夏天旁路發(fā)揮作用,以緩和夏季的高溫。
圖45 含旁路閥門熱交換器的構(gòu)造原理,圖片基于[HUB06]
以下是溫度控制的詳細(xì)描述,什么時間應(yīng)該連通夏天旁路。以下觀測基于回風(fēng)風(fēng)機位于熱交換器后(吸氣)的布置方法。風(fēng)機散熱對于觀測沒有實際意義(將風(fēng)扇的順序倒置則必須注意來自風(fēng)機的散熱的溫度升高)。而管道網(wǎng)內(nèi)的熱損失引起的回風(fēng)氣流溫度的變化不作考慮。
調(diào)控示意圖(適用于吸入的送風(fēng)和出風(fēng)風(fēng)機)
日均值T外部>19°C,則制冷運作(夏季)如下:
當(dāng)T外部+ΔT送風(fēng)風(fēng)機>T回風(fēng)(=室內(nèi)空氣),則熱交換器
當(dāng)T外部+ΔT進風(fēng)風(fēng)機<T回風(fēng)(=室內(nèi)空氣),則夏季旁路
日均值T外部<19°C,則供暖運作(冬季)如下:
當(dāng)T外部+ΔT進風(fēng)風(fēng)機>T回風(fēng)(=室內(nèi)空氣),則熱交換器
當(dāng)T外部+ΔT進風(fēng)風(fēng)機<T回風(fēng)(=室內(nèi)空氣),則夏季旁路
2 風(fēng)機
一個被動式建筑的前提為,在標(biāo)準(zhǔn)條件下含有熱回收的大型新風(fēng)設(shè)備的電能耗限值為0.40Wh/m3,而含有熱回收的小型新風(fēng)設(shè)備不得超過0.45Wh/m3。新風(fēng)機組必須按照實際計算出來的壓力損失來計算其電效率。必須指出的是,電能效率的計算是以新風(fēng)或者回風(fēng)體積流量為基礎(chǔ),而不是以兩個體積流量的總和為基準(zhǔn)的。
圖46 風(fēng)扇的特殊功率的計算
風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置必須保證其壓力在被動式建筑相應(yīng)要求范圍內(nèi),并應(yīng)選擇高效率風(fēng)機。
如之前課上所示,在含有熱回收功能的中央新風(fēng)設(shè)備或緊湊型新風(fēng)設(shè)備,已經(jīng)在其中央部件中設(shè)置了送風(fēng)和回風(fēng)風(fēng)機。這些設(shè)備一大部分,特別是滿足被動式建筑性能要求的,是配置了電控反向的直流風(fēng)機,至少是盡量按此要求設(shè)置。
高效率,低噪音,使用壽命長和免維修是這些風(fēng)機的優(yōu)勢。
3 空氣過濾器
在暖通系統(tǒng)的中央熱交換器之前,無論室外空氣進風(fēng)方向還是室內(nèi)排風(fēng)方向均應(yīng)設(shè)置過濾器。一方面對熱交換器及新風(fēng)設(shè)備的其它部件進行防污,另一方面是為新風(fēng)除塵。
在防凍調(diào)節(jié)器之前設(shè)置的過濾器通常為F7標(biāo)準(zhǔn),以對調(diào)節(jié)器進行防污。排風(fēng)管道過濾器為G4標(biāo)準(zhǔn),按照需要設(shè)置在排風(fēng)機之前,以防止其被污染。
根據(jù)[KEU97]室外空氣方向過濾器原則上有兩層,第一層至少應(yīng)選擇F5過濾器,最好可以使用F7,而第二層則至少選擇F7過濾器,可以的話最好設(shè)置F9。兩層過濾器設(shè)置的缺點是相應(yīng)增高的壓力損失和其引起的耗電量增加。
過濾器是按其不同的攔截度來選擇的。EN77中按過濾器對不同顆粒攔截度對其進行了等級區(qū)分。
表6 根據(jù)微粒大小和過濾等級的攔截度——在無塵和潔凈狀態(tài)下的過濾器
當(dāng)過濾器質(zhì)量達到相當(dāng)?shù)牡燃墪r基本可以實現(xiàn)送風(fēng)無粉塵無花粉顆粒的狀態(tài)。當(dāng)采用F9等級的過濾器代替通常使用的F7等級的過濾器并經(jīng)妥善安裝時,可以保證設(shè)備內(nèi)的衛(wèi)生,然而這會引起較高壓力損失,增大風(fēng)機功率進而引起更多的原生能源消耗。
對于過濾面積的尺寸確定,必須特別注重過濾器使用壽命(維修間隔)以及壓力損失。此兩點要求選用一個高質(zhì)量的過濾器,擁有較低的初始及終端壓力損耗而減少耗電。選用應(yīng)遵循VDI6022中對使用壽命/維修間隔的規(guī)定。
過濾器必須在設(shè)備和調(diào)控技術(shù)角度保障其相對濕度不超過90%。對于外部空氣過濾器允許以上設(shè)定的數(shù)值存在誤差,即三天之內(nèi)的平均相對濕度