_{新風(fēng)全熱交換器}

新風(fēng)全熱交換器通過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)帶動空氣循環(huán)，形成恒定濕度空間,；通過設(shè)備過濾掉室外空氣粉塵及其他污染物,，補充室內(nèi)新鮮空氣，可在開空調(diào)時不開窗換氣,。

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，理論率就是達到進風(fēng)和排風(fēng)焓值的均值（當(dāng)二者體積和壓力相等的時候,，可取二者中間值）,，這就是*熱交換的定義。舉一個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風(fēng)溫度達到5℃（也就是30℃溫差的一半15℃+負10℃）。80%效率可以讓進風(fēng)溫度達到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,。單從這個角度來說,，全熱性回收的能量要大于顯熱回收型的能量，這里沒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)動機構(gòu),，需要額外的提供動力。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,，它不需要通過中間媒質(zhì)進行換熱,，也沒有轉(zhuǎn)動系統(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，進行全熱回收的,。它是一種透過型的空氣——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熱交換器,，其間的隔板是由經(jīng)過處理的,、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顯熱、濕交換效率和全熱交換效率來評價,，它們的計算公式為：

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

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

2.3 效率的影響因素

對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)空氣的進風(fēng)參數(shù)（包括：風(fēng)量,、速度,、溫度、相對濕度等）

在上述的第二個因素中,，新風(fēng)的熱力參數(shù),，也就是室外的氣象條件，對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三種效率的影響,，這兩種因素對潛熱效率的影響要比對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，并得出武漢的潛熱回收效率在一年中的大部分時間保持在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，而與進風(fēng)參數(shù)無關(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,，溫度效率與基材的工藝處理無大關(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，全熱效率與進風(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)機理來講,，可以分為兩種：一種是多孔滲水材料，它的傳質(zhì)機理是對流擴散,，傳遞動力是壓力差,；另一種是非滲水材料，傳質(zhì)機理是純分子擴散，傳遞動力是濃度差,。

對于材質(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合（比如醫(yī)院）的空調(diào)系統(tǒng)時，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,，不能使污染氣體也擴散到新風(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,空調(diào)系統(tǒng)需要切換到全新風(fēng)運行模式,，此時的排風(fēng)中攜帶有各種病毒，因此也不能使這些病毒通過全熱交換器的材質(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：

通過材質(zhì)的傳熱傳質(zhì)過程簡化為三個步驟：

（1）材質(zhì)一側(cè)的吸附過程

（2）通過材質(zhì)的擴散過程

（3）材質(zhì)另一側(cè)的解析過程

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

（1）當(dāng)空隙的定性尺寸遠大于分子自由程時，遵守Fick定律,，稱為Fick擴散,。

（2）當(dāng)空隙的定性尺寸遠小于分子自由程時，發(fā)生的是Knudsen擴散,。此時,，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,，避免就會對其產(chǎn)生瞬時吸附,，這種吸附使得流體通量減少了。Knudsen擴散不再遵守Fick定律,。

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

所以，材質(zhì)內(nèi)的質(zhì)擴散過程不能只用Fick定律來表示,，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)擴散模型。

5 相關(guān)實驗測試標(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) 國標(biāo) GB/T 21087-2007

這些標(biāo)準(zhǔn)詳細規(guī)定了全熱交換器的測試實驗方法,，所用的測試儀器以及測試中應(yīng)注意的問題,。ASTM TEST METHOD E 96-93 是測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)范市場和引導(dǎo)正確的研究方向,，我國也應(yīng)該盡快建立相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)。

使用

編輯

獨立空氣—空氣全熱新風(fēng)換氣機的使用范圍從工業(yè)特殊場合擴大到常溫狀態(tài)的一般民用場合,，大體上經(jīng)歷了一個*漸進的發(fā)展過程,。在空氣凈化工程中， 新風(fēng)系統(tǒng)采用獨立的空氣—空氣全熱新風(fēng)換氣機進行進,、排風(fēng)換熱節(jié)能運轉(zhuǎn)的例子正在不斷增多,。這主要有以下幾個原因：一是節(jié)能環(huán)保的要求不斷提高；二是分散空調(diào)運行方式的增多導(dǎo)致局部補充新風(fēng)的要求也在增加,；三是商用空調(diào)的應(yīng)用場合增多,，往往沒有新風(fēng)裝置；四是空調(diào)室內(nèi)外空氣焓差正在擴大,，也就意味著空調(diào)機的能耗在增大,；五是對提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，防止病毒,、病菌的擴散和交叉感染的呼聲日益高漲,；六是建筑物氣密性越來越好，使得自然滲透的流通風(fēng)越來越少,；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從用途來說，由初的除濕,，到再熱回收，進而發(fā)展到全熱回收,；從換熱效率來說,，已逐漸從只有顯熱交換的高溫傳熱過程，發(fā)展到今天的常溫全熱過程,；從采用的換熱方式來說,，由吸收或吸附方式轉(zhuǎn)而發(fā)展到采用透過形工作方式,；從傳熱材料來說，由過去為保證換熱效率而使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、材料特殊,、價格高的材料，進而發(fā)展到使用廉價并能保證換熱效率的材料,。市售的用于空氣—空氣新風(fēng)換氣機的類型,，按換熱芯運動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形或者吸收,、吸附形工作方式,。靜止式的優(yōu)點是無交叉污染，換熱芯無運動,，換熱過程連續(xù)且運轉(zhuǎn)可靠,。這類全熱交換器的功能不僅僅是換氣，還可以除塵,，進與出的換氣量能夠保證,，而且設(shè)有過濾裝置，能夠過濾室外空氣里的灰塵等,。同時,，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，無濕交換能力,，在空調(diào)通風(fēng)領(lǐng)域尚未實現(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,。通過換熱芯的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運動,，就某一個通道而言， 其換熱過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動和芯材的熱濕性能而工作,。在大風(fēng)量的應(yīng)用場合體積小一些,，其缺點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、濕度差很小的時候仍能有效工作,。