袁功峰 （阜陽市建筑設(shè)計研究院，安徽 阜陽 236001）

1 室內(nèi)設(shè)置新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)的必要性

室內(nèi)環(huán)境是人們接觸最頻繁、最密切的環(huán)境之一，人們約有80%以上的時間是在室內(nèi)度過的，與室內(nèi)空氣污染物的接觸時間多于室外。因此，室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣能夠直接關(guān)系到每個人的健康。由于人們生活水平的提高，家用燃料的消耗量、食用油的使用量、烹調(diào)菜肴的種類和數(shù)量等都在不斷增加。隨著化工產(chǎn)品的增多，能夠揮發(fā)有害物質(zhì)的各種建筑材料、裝飾材料、人造板家具等民用化工產(chǎn)品進入室內(nèi)，人們在室內(nèi)接觸有害物質(zhì)的種類和數(shù)量比以往明顯增多。又因為建筑技術(shù)的發(fā)展，建筑物密閉程度越來越高，室內(nèi)污染物增多，又無法通過自然的方式擴散至室外，為了人們的身體健康，采取措施稀釋和排出室內(nèi)污染物是非常必要的。

室內(nèi)新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)可以保證足夠的新風(fēng)量或通風(fēng)換氣量，稀釋和排出室內(nèi)氣態(tài)污染物，是減輕室內(nèi)空氣污染，保持和改善室內(nèi)空氣品質(zhì)行之有效的措施和手段。另外，足夠的新風(fēng)量還可以補充室內(nèi)燃燒所耗的空氣和局部排風(fēng)量，同時可以保證房間的正壓，防止污染物向房間的擴散。

為了保證室內(nèi)新風(fēng)的供應(yīng)，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《民用建筑供暖通風(fēng)與空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB50736-2012）中，對公共建筑主要房間、居住建筑、醫(yī)院建筑及高密度人群建筑的設(shè)計最小新風(fēng)量都做了相應(yīng)的規(guī)定。其中關(guān)于公共建筑主要房間每人所需最小新風(fēng)量的條文，屬于強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。因此，室內(nèi)設(shè)置新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)無論從科學(xué)原理上，還是從法律規(guī)范上，都是必要的。

室內(nèi)新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)按系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)置位置分為集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)和分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)；按結(jié)構(gòu)形式分為吊頂式新風(fēng)器、柜式新風(fēng)器、窗框式新風(fēng)器、掛式新風(fēng)器；按熱回收方式分為顯熱回收式新風(fēng)機、全熱回收式新風(fēng)機；按盤管內(nèi)介質(zhì)不同分為水系統(tǒng)新風(fēng)系統(tǒng)、冷劑式新風(fēng)系統(tǒng)；按送入室內(nèi)新風(fēng)的狀態(tài)點分為室外空氣未經(jīng)冷熱處理直接輸送系統(tǒng)、室外空氣處理到室內(nèi)焓值輸送系統(tǒng)、室外空氣處理到低于室內(nèi)焓值輸送系統(tǒng)；按系統(tǒng)形式分為獨立的新風(fēng)機、帶熱回收式新風(fēng)機、組合式空調(diào)器，本文主要講述按系統(tǒng)設(shè)備的不同設(shè)置位置分類系統(tǒng)。

2 分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)和集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)

2.1 分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)的概念

分布式的概念源于計算機科學(xué)，暖通專業(yè)最早應(yīng)用在冷熱源上，相對于集中式而言。集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)指的是室外進風(fēng)口、新風(fēng)處理和輸送設(shè)備集中設(shè)置，室外新風(fēng)通過管網(wǎng)系統(tǒng)輸送至所負擔空調(diào)房間。分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)則是相對于集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)來說的，指的是系統(tǒng)室外進風(fēng)口、室內(nèi)送風(fēng)口、新風(fēng)處理和輸送設(shè)備均位于所負擔空調(diào)房間內(nèi)，減少了新風(fēng)的輸送管網(wǎng)，就地取材、就地處理、就地使用。

2.2 分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)和集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)工程應(yīng)用實例

本實例基于以下模型，夏熱冬冷地區(qū)某一高層辦公樓建筑，坐北向南。內(nèi)走道為東西向，內(nèi)走道兩側(cè)為普通辦公室，空調(diào)機房偏一側(cè)設(shè)置。標準層建筑面積約為1200m2，內(nèi)走道長度約為50m。空調(diào)采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)，每層設(shè)置一個獨立的系統(tǒng)，室外機位于本層的空調(diào)機房內(nèi)，室外參數(shù)為制冷量173.4kW，制熱量194.5kW，機外靜壓82Pa，功率51.75kW（380v）；室內(nèi)機采用四面出風(fēng)嵌入式帶冷凝水提升水泵；新風(fēng)機參數(shù)為：風(fēng)量6000m3/h，風(fēng)壓300Pa，制冷量56kW，制熱量39kW，額定功率1.59kW；對制冷劑管道和凝結(jié)水管道按照一根管道進行簡化（圖中統(tǒng)稱為制冷劑管道），主管道按照D100，支管按照D50（D指管道外徑）。制冷劑管道、自噴支管、電纜支管均在梁中間1/3范圍內(nèi)預(yù)埋套管，后期支管穿套管安裝。

系統(tǒng)如下：

2.3 分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)相對于集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)點

2.3.1 建筑使用空間上的節(jié)省

對比1-1剖面圖和3-3剖面圖可以看出，分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)比集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)在走廊上最大可以節(jié)省相當于新風(fēng)主管高度的豎向空間。對比2-2剖面圖和4-4剖面圖可以看出，分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)比集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)在房間內(nèi)最大可以節(jié)省相當于新風(fēng)支管高度的豎向空間。如果在控制相同吊頂下凈高的要求下，再加上走廊內(nèi)主梁比房間內(nèi)次梁高的情況下，使用分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)可以比使用集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)在層高上最大降低相當于新風(fēng)主管高度的尺寸。以本文實例來算，標準層中一層可以降低320mm，如果有10層，就可以降低3.2m的建筑高度。這樣一來，在土建造價的節(jié)省上，是相當巨大的。

2.3.2 新風(fēng)輸配能耗的節(jié)省

對于集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)，新風(fēng)需要從機房的室外進風(fēng)口通過管路系統(tǒng)送至距離較遠的不同房間，從而需要新風(fēng)機具有一定的壓頭來提供新風(fēng)在管道內(nèi)的局部阻力和沿程阻力損失。從本實例可以看出，新風(fēng)機輸送6000m3/h的風(fēng)量，提供300Pa的壓頭，耗功率為1.59kW。

對于分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)，則不同，新風(fēng)屬于就地取材就近使用，需要風(fēng)機提供的壓頭很小。我們假設(shè)若干個小風(fēng)量、小壓頭的分布式新風(fēng)機并聯(lián)在一起運行，使其達到一個總風(fēng)量為6000m3/h，壓頭為71.3Pa的大風(fēng)機。通過圖集可以查到T35-11-5.6的參數(shù)滿足上述要求，其參數(shù)為：風(fēng)量6732m3/h，風(fēng)壓71.3Pa，額定功率0.37kW。

對比以上數(shù)據(jù)我們可以得出，分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)，在滿足同樣新風(fēng)量的情況下，一層樓可以減少約1.2kw的耗功率。對于十層的建筑，即可節(jié)省12kW的耗功率，一小時可以節(jié)省約12kW·h。一天八個小時工作時間，即可節(jié)省96kW·h，一年可以節(jié)省約25920kW·h。由此可見，分布式新風(fēng)系統(tǒng)相對于集中式新風(fēng)系統(tǒng)在日常運行費用的節(jié)省上，也是可觀的。

2.3.3 氣流組織形式上的優(yōu)化

對于集中式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)，由于受到輸配管網(wǎng)的限制，送風(fēng)口只能設(shè)置到房間的頂部。往往新風(fēng)還沒有到達人們活動的區(qū)域，就已經(jīng)被污染了。而分布式新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)，可以在外墻、外窗的任何位置，尤其是環(huán)窗框式新風(fēng)機、環(huán)窗框熱回收式新風(fēng)機和環(huán)窗框式室內(nèi)空調(diào)機，可以在窗框的下端送出新風(fēng)。新風(fēng)直接送至人員活動區(qū)域，經(jīng)人員和設(shè)備污染后，從窗框的上端排出，從而優(yōu)化了氣流組織形式。

3 一種分布式新風(fēng)供應(yīng)設(shè)備

3.1 環(huán)窗框熱回收式新風(fēng)機

本設(shè)備的目的是提供一種利用建筑窗框作為風(fēng)道，不需要在外墻另外開設(shè)洞口、不增加各種贅物就能提供新風(fēng)供應(yīng)、能實現(xiàn)室內(nèi)空氣凈化且能回收排風(fēng)冷熱量的環(huán)窗框熱回收式新風(fēng)機。

主要技術(shù)方案為一種環(huán)窗框熱回收式新風(fēng)機，包括殼體狀的窗框，該窗框的內(nèi)腔中布置有供空氣流通的風(fēng)管組，風(fēng)管組包括新風(fēng)管和排風(fēng)管，窗框位于室外的側(cè)壁上，設(shè)置有新風(fēng)進風(fēng)口和排風(fēng)出風(fēng)口，所述的新風(fēng)管的一端連通新風(fēng)進風(fēng)口，另一端連通至新風(fēng)出風(fēng)口，所述的排風(fēng)管的一端連通排風(fēng)進風(fēng)口，另一端連通至排風(fēng)出風(fēng)口。所述的新風(fēng)管和新風(fēng)進風(fēng)口/新風(fēng)出風(fēng)口之間設(shè)置風(fēng)機模塊，排風(fēng)管和排風(fēng)進風(fēng)口/排風(fēng)出風(fēng)口之間設(shè)置一個風(fēng)機模塊。

由于采用以上技術(shù)方案，殼體狀窗框的內(nèi)腔是一個貫通的腔室，在腔室內(nèi)布置風(fēng)管組，在風(fēng)機模塊的作用下，室外的新風(fēng)從新風(fēng)進風(fēng)口進入新風(fēng)管并從新風(fēng)出風(fēng)口排出，完成新風(fēng)流通至室內(nèi)。同樣的，在風(fēng)機模塊的作用下，室內(nèi)空氣從排風(fēng)進風(fēng)口進入排風(fēng)管，然后從排風(fēng)出風(fēng)口排出至室外，從而實現(xiàn)整個房間的通風(fēng)換氣，保證室內(nèi)空氣的質(zhì)量。并可根據(jù)需求實現(xiàn)室內(nèi)正壓、負壓或者平衡。風(fēng)管組的設(shè)置使排風(fēng)與新風(fēng)可以經(jīng)過風(fēng)道外壁進行初步換熱，并通過帶有肋片的連通管增強換熱，從而實現(xiàn)了回收排風(fēng)冷熱量的目的。本發(fā)明利用建筑原有的窗洞，將窗框做成空腔結(jié)構(gòu)，稍作改動使窗框作為風(fēng)道，不增加各種贅物，結(jié)構(gòu)簡單，功能多樣。

軸測圖

左視圖

熱回收器局部軸測圖

俯視圖

3.2 環(huán)窗框式新風(fēng)機、環(huán)窗框式室內(nèi)空調(diào)機

（詳見專利號：ZL 2018 2 0063405.3和專利號：ZL 2018 2 0063451.3）

4 結(jié)語

隨著社會物質(zhì)水平的提高，人們對于室內(nèi)環(huán)境的要求越來越高，這對于暖通空調(diào)專業(yè)既是一個挑戰(zhàn)，也是一個機遇。怎么能在減少能耗、節(jié)約材料的基礎(chǔ)上，更好的改善室內(nèi)環(huán)境應(yīng)該是每個暖通人追求的目標。對于傳統(tǒng)的系統(tǒng)和工藝，應(yīng)該在繼承中創(chuàng)新，在循矩中另辟蹊徑。換個角度考慮問題，或許就不再是個問題。