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新风系统工程案例:设计+施工详解
暖通达人      2021-03-05 09:15     来源:     浏览量:3141

新风量确定

确定新风量的依据:

① 卫生要求;

② 补充局部排风量;

③ 保持空调房间的“正压”要求。

一般选择新风量采用以下两种方法:①最小新风量;②换气次数。

最小新风量选择时计算公式:

新风量(m3/h)=(建筑面积/单位面积人数)×每人每小时最小新风量(m3/人.h)-1

对于一般民用场所和一些工艺性场所,也可以根据换气次数来计算新风量。

计算公式:新风量(m3/h)=换气次数×房间容积。

新风经集中冷、热源的中央空调机处理后进入室内

在一些较大型的工程中,使用功能和使用时间比较集中,常采用商用空调+中央空调新风机系统。室内负荷由商用空调机承担,而新风负荷由冷、热水机组承担。这种新风方式的最大优点是新风处理的冷、热源集中设置,造价较低,制冷效率COP值较高,便于集中管理,比较节能。缺点是冷水机组要专人管理,在低负荷时使用不便,有时干脆不开新风机(比如晚上少数几个房间加班)。

集中的冷、热源可以用水冷冷水机组+锅炉,也可以采用风冷热泵型机组。根据工程具体的情况采用何种形式,工程中,在屋面设置风冷热泵型机组,提供冷热源给新风处理机来处理新风。此方案设计、安装简单,便于控制,性价比较好,容易让用户接受。

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新风负荷计算与设计

空调新风负荷的计算

计算公式:QW = GW (iw – in)

式中  Qw---新风负荷,kw;

 Gw---新风量,kg/s;

iw---室外空气焓值,kJ/kg;

in---室内空气焓值,kJ/kg。

1.新风未处理直接引入室内

由送风机将室外新风直接引入室内,废气通过门窗缝隙或者排风机排出室内,这种方式简单、便于控制,在过渡期间也可以通风。但未经处理的新风会造成室内温度冷热不均,温度波动大,舒适性差,新风负荷由室内机来承担,造成空调房间的相对湿度偏高,特别是容易在室内送风口产生冷凝水。在一些空调场所也能看到这种新风做法,造成这种现象的主要原因是由非专业的设计安装人员设计、安装,比如某些生产厂家或装修公司承包工程设计安装时,不知是无知还是为省钱,常采用此下策,但专业设计人员不会犯此错误。

2.新风经普通空调机处理后送入室内

通过新风管将室外新风引入空调机,并与回风混合后,经处理送入室内,室内机可用吊顶风管机或天花卡式机。这是一种常用的新风方式,方法简单,新风量有保证,(但空调机为普通型,处理焓差小,并以室内回风工况设计的,对新风处理能力受到限制)。对商用空调的冷媒直接蒸发式系统而言,空调室内机新风比例最好不要超过15%,否则会造成室内送风温度无法达到设计要求,而且不利空调冷媒系统的正常运行。

3.新风经过新风空调机处理后送入室内

目前市场上生产的多联机厂家一般配套都有新风机的生产,主要都是吊顶风管式,新风量为500~2000m3/h,余压为100~200Pa。采用专用新风空调机处理新风效果好,控制灵活,在过渡季节也能够方便使用。

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新风设备布置

新风设备布置:

在一些面积较大的办公、商业、公寓区域,一台新风设备不能满足要求时可以进行分区进行新风设计。

由于新风设备会产生一些噪音,并且由于其自身的厚度等原因,需要设置新风机房,不能设置机房的话例如公寓可以设置在厨房、卫生间、过道等位置。

应设计最佳气流组织形式,提高送风的效率。

设计的管路应该尽量简单,避免管道穿梁,横穿没有吊顶的空间等。

房间中新风供应有以下两种方式:

①直接送到风机盘管吸入段,与房间的回风混合后再被风机盘管冷却(或加热)送入室内。

②新风与风机盘管的送风并联送出,可以混合后再送出。③也可以各自单独送入室内。

新风入口位置

⑴应设在室外较洁净的地点,进风口处室外空气有   害物的含量不应大于室内作业地点最高容许浓度的30%。

⑵布置时要使排风口和进风口尽量远离。进风口应低于排出有害物的排风口。应避免进风、排风短路。

⑶为了避免吸入室外地面灰尘,进风口的底部距室外地坪不宜低于2m;布置在绿化地带时,也不宜 低于1m。

⑷为使夏季吸入的室外空气温度低一些,进风口宜设在建筑物的背阴处,宜设在北墙上,避免设在屋顶和西墙上。

对于冷媒机,新风处理机的新风管不能与空调的回风管道连接。当新风机与空调机同时使用时,会引起空调温控出现偏差提前使空调机停止运行,室内无法达到要求的空调环境;当单独使用新风机时,新风会从空调回风口吹入室内,可能将回风滤网上的灰尘带入室内,降低室内的空气品质。

我的新风系统安装经验

现市场上的空气净化器在实际使用中发现对付PM2.5之类污染物的效果并不太好,一个是要完成某间屋子的净化需要很长时间,一个是屋子弄干净之后一开窗换气就又完蛋了,而且效果靠谱的净化器的耗材都不便宜。当时就有一个想法:既然颗粒物都是从外界从门窗进入的,那为什么不用把进风做成统一入口,然后在那里加上过滤呢。不过当时觉得就算有这种系统,对家里的改动也会很大,所以就没去研究。前段时间正好要装修家里的老房子,就想着借机找找看有没有这种功能的系统装上直接使用。结果还真的找到了。

这类系统准确叫法应该叫机械通风系统,是与在墙壁上开洞形成门窗之类洞口的自然通风系统相对的,由于采用消耗一定能源的机械通风,所以可以以更高的风速进行通风,这样就可以使用更小的开口完成和自然通风相同的通风量。不过现在比较时髦的叫法是新风系统。这一系统主要解决的问题是室内污染。我们日常生活中由于家居建材中使用的各种涂料和粘合剂,哪怕是达到很严格环保标准的建材,在密闭空间中长时间存在之后,依然会在空气中形成浓度比较高的污染物,再加上日常生活中人自身所产生的各种气味以及细菌等微生物所产生的代谢产物,一旦通风不畅,在屋内就很容易形成严重的空气污染。实际上在空气质量比较好的国家中,室内污染才是日常生活中人们接触的主要空气污染,解决这一问题的最有效办法就是通风,但是自然通风具有受自然环境影响大,会带来比如噪声过冷/过热空气等影响舒适的因素的缺点,所以机械通风逐渐走入日常家庭。

机械通风主要有几种模式:

一种是类似卫生间排风扇那种的负压系统,可以非常快速的把室内的污浊空气排到室外,但是新鲜空气的补充还是靠从房间的各个缝隙进入的,对室外污染物基本没有任何防护作用。

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一种是向室内鼓风的正压系统,这种方式的好处是可以在进风口出安装统一的过滤系统,而由于室内比室外压力高,各个缝隙处的空气都是向室外流动,这样室外的污染物就没有机会进入室内,一般的无菌/无尘环境都是这么实现的,但是由于一般家庭室内很大一部分空间都会被不规则形状的家具之类的填满这样就会形成很多死角,那里的室内污染物是很难排出去的。

还有一种就是进风和出风量相同的平衡换气系统,这种系统结合了正压和负压系统的优点(当然要比对应的效果差一点),更适合家庭使用。

由安装方式和是否有热交换进行区分,常见的平衡换气系统还可以分为3类:

一种是在门窗上安装进出风口的窗式换气系统,这个的优势是安装简便,坏处是为了能装在窗户上,这种系统的体积是有限制的,这样对污染物的过滤效果也很有限。

一种是有统一的进气/排气口,然后经过管道连接到风机再通过管道输送到各个房间的管道风机,这个的好处是可以灵活的根据实际情况布置每个房间的进/排气口,保证换气效果,而且可以通过在进风口出添加统一的过滤器完成对室外污染物的过滤。坏处是需要安装管道,会比较麻烦,而且还会占用额外的空间。

还有一种能量回收换气系统(ERV)和管道风机类似,但是额外的对室内外空气进行热量/水汽的交换,保证排出到室外的空气的温度/湿度会接近自然室外的空气,而进入室内的空气的温度/湿度会接近室内的空气,这样可以在给室内补充新鲜空气排出污浊空气的同时还能保证室内的温湿度不会有太大变化,不会影响舒适性。不过坏处是因为有热交换器的存在,空气流动会有额外的阻力,这样在相同通风量的情况下,会比管道风机更耗能,但是在温差比较大的情况下(冬夏),这些额外消耗的能量是要远远小于不做热交换造成的室内热量损失的,这样全年总计下来还是要更节能。一般情况下,新安装的换气系统基本都是带有热交换的ERV。

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经过比较之后最后决定还是选择带有热交换器的ERV系统。安装麻烦?不怕...折腾什么的我们最喜欢了。而且ERV系统还有一个最大好处就是外面死冷/死热的时候不会因为怕冷/怕热造成没法开窗换气,而且夜间睡觉的时候也可以正常换气,不会早晨起来满屋子怪味...

决定好系统之后就是选择品牌和型号了。国内能买到的价钱不是太离谱的主要有好几个,最好认真比较下技术参数,可以提供免费设计和安装指南,这样就可以让装修的人来直接安装而不用找收费死贵的专业安装队进行安装,当然了,省钱的后果就是你得先自己搞明白怎么装,然后全程盯着,不然就等着出热闹吧(后面会详细说)。

设计

风机的主要参数有3个,最重要的一个是风量,按照国家的换气推荐标准应该要保证风量至少能满足每2小时完全更换室内空气一次或者每人每小时30立方米,取两者中比较高的值,如果想要更好一点可以要求每1小时更换一次。再有一个也很重要的是出口静压,这个值高的话能保证管道拐角多和长度长不会影响实际风量。最后一个就是工作噪音,这个不用多说,大家都知道。

鉴于PM2.5污染问题,尽管我选择了带过滤的风机,还是额外增加了一个过滤箱,一个是多一层过滤更好一些,一个是那个过滤箱里除了自带的初级和次级滤网,还能再额外放一个自配的过滤网,如果污染物有变化的时候可以使用对应的滤网,还有一个就是过滤箱的滤网很便宜,大概100多块钱一张,一般1到2年更换一次。不过过滤箱的存在会造成额外阻力,有可能会影响最后的风量,所以尽量买比你需要风量大一号的风机,当然在我实际使用发现可能是房间面积比较小管道很短,最终额外的过滤箱基本没影响到送风量。

北京苏宁中央集成的免费设计需要有房屋的布局图,最好能自己重新测量一下,开发商给的户型图经常会有和实际不一致的情况。现在的免费设计更专业了,还会给出管道风阻的预估。

这是苏宁集成的设计人员给的设计图。蓝色的是室外空气进入室内的管道,红色是室内空气向外排出的管道。可以看到设计上遵循了尽量走直线的原则,尤其是进风方向。但是由于我家的户型和面积影响,设计上还是有些小问题,比如室外的进风口出风口太近,这样会造成排出的空气被直接吸回来,造成效果下降。而且进风方向在离开风机之后很近的距离上就有一个三通的分支,这样分支部分的阻力会非常大。所以我们本着初生牛犊不怕虎的原则决定在这个的基础上自己修改。

首先设计上有几个原则要注意:

室外进风口到风机的部分要尽量保证笔直,因为室外侧空气可能包含大量颗粒物,如果管道弯曲的话就会造成空气流动不是在整个管道内比较均匀的,而是某侧比较集中,这样滤网会更快造成局部被堵住,然后形成较大阻力。

室外的进风口和出风口要尽量的远。

因为回风部分是负压,室内的回风口到风机部分的管道要尽量短。

同一房间内的送风和回风口要尽量远离,防止刚刚进入室内的新鲜空气就被马上排出。

管道尽量笔直。

管道弯曲之前尽量保证至少1米的笔直部分。

最重要一条,卫生间和厨房绝对不要装回风/送风口,因为这些地方会产生浓度非常大的污染物或者湿度非常高的空气,需要的是临时的大风量排风抽出室内污浊空气,应该使用普通的排气扇/抽油烟机而不是连续的换气系统。

如果有可能,尽量把风机放在厨房或者卫生间。一个是风机工作时候会有一定噪声,尤其是强档的时候。另外一个原因就是在大部分情况下,风机是需要高度最多的部分,如果放在厨房或者卫生间这种功能性远远高于美观度的地方,让吊顶稍微矮些对整个房间的影响会稍微小一些。但是我家因为厨房侧是临街的,空气污染会严重些,所以还是选择的装在客厅里了。

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我们完成了整个系统的设计,主要变化是把风机稍微旋转了一下,这样在保证进风口笔直的情况下,可以让进风口和出风口保持足够距离(如果不是为了留下安装窗帘杆的位置,其实可以把出风口放在窗户另一侧,这样就不需要旋转风机了)。还有一个变化就是调整了进风管道的分支位置,然后使用一个过梁器完成进风和排风管道的跨越。

安装

主机和管道的安装应该在水电改造完成之前,记得一定要先在房顶上画好管道和主机的预留位置,避免把走线盒装在错误位置上,而且电源线和控制线也可以预留在正确位置上。

这是我家使用的FY-25ZDP1C,基本就是个大号铁皮箱子,在和室内空气会有较大温差的部分都包着黑色的保温棉,可以减少结露。

尽管主机直接连接的管道直径是150mm,其实出口这里都是这种半圆形的,所以后面需要一段足够长(至少一米)的直管来对气流进行整流以减小风阻。

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给工人打印出来的设计图。

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连接室外侧风口的管道,全部都是外径160的PVC管,需要注意的是管道要稍向室外侧的下方倾斜,防止雨水倒灌。在墙上开孔的时候是就着160mm的口径施工的,结果造成没法对墙壁开孔的孔壁进行防水处理,只能最后在管道和墙壁的连接处靠泡沫胶填充了事,虽然说这样也能完成防水,但是毕竟没有防水砂浆+泡沫胶填充的办法来的更可靠。如果是160mm的管道,墙上开孔应该是180mm或者200mm,然后才好进行防水处理。这个和空调的开孔是有所不同的,空调管道本身是保温的,所以不用担心在穿孔部分结露造成渗水,而新风系统的管道是不保温的,如果没有进行防水/保温处理,就会因为温差问题在靠室内侧或者室外侧管壁外结露,最后渗入墙体内,长时间下来就会造成墙体损坏。同样的原因整个管道中在热交换器之前的部分都要进行保温处理来避免结露。然后向室外排风部分需要安装止逆阀,避免室外空气通过无过滤部分倒灌。

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过梁部分靠打孔穿过,这里两个孔离得有点太近了会影响些结构强度...不过反正没碰到钢筋,所以也还凑合了。在承重部分施工的时候注意一定要用墙体探测器找出钢筋位置并避开,不然将来各处开裂就有你郁闷的了。

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吊装主机的时候必须得看着他们装。

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因为主机要斜着安装,所以必须得先画好位置找好打孔点,分毫都不能差。在使用标线仪标线之后就可以按着设计图走了,绝对不会装歪了。

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送回风管道都装好的样子。

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主管道分支处使用的160-110斜三通,注意变径这里一定要使用这种45度渐变的变径管,不能用直角变径的。

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送风和回风管道相互交叉的部分使用过梁器完成。设计上本来是过梁器从下方经过,结果实际施工时候发现从上面也行。这样可以有更薄的厚度。这里的设计XX的设计师也认为非常经典,说第一次了解过梁器还能这么使用,要走了我的设计图和很多现场照片。

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书房之前装好的管道被卸下来重装,分支换成斜三通,不过这部分我给的设计其实有点问题,应该在弯管过后经过一米左右的直管再分支,现在这种情况下送风口风量只有远端的1/3左右,只能通过减少远端送风口的开启面积来增加这里的送风量。

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书房其他部分的管道,中间可以用软管连接来解决安装误差的问题。

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卧室部分的送风管道和回风口,一根直管直接通到卧室远端,风量相当正常。

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这个是控制器,和风机5线连接。

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肚子里的东西还真不少,主要就是一大堆的热交换器组件和支撑板。

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左边是室内回风部分的滤网,防止室内的灰尘进入热交换器以及风机,右边是更多的热交换器组件。

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终于把离心风机拿出来了,这个分为上下两层,一个负责送风一个负责回风。

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用来包管道用的隔音/保温棉。

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吊顶里面的交叉部分。

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卧室的送风管道和送风口,这里是需要重点处理的部分,在处理完之后噪声从37分贝降至35分贝。装上风口减小点送风量之后应该还会再小点。好歹到达国家二级标准了。

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书房管道包好之后的样子,这里从处理前的42分贝变成37分贝。

餐厅管道

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在重新装净化箱的时候才发现之前反复和工人强调的要在风机到室外部分的管道做的保温只是个样子货。工人偷懒就包了下面和侧面能看到的部分,管道上方完全暴露在外…没办法只好自己重新又都包了一遍。

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图片下方就是净化箱的开口,扳开四个卡子就能取下盖子清理/更换过滤网。注意看因为这里还没有经过热交换器部分,所以整个箱体都是用保温泡沫做的,只是边上做了个金属框架,那个和里面通过的空气是完全隔热的。可以避免结露。

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刮完腻子之后的状态。到此新风系统的安装已经基本结束,剩下的就是刷漆完成之后安装各个风口了。经过对各个风口的测试,实际在弱档的时候换气量大概是每小时100立方米,强档每小时230立方米,很好的满足了换气要求(这套房子的使用面积只有50平米,去掉厨房和卫生间就剩下40多平米。

过滤系统

由于空间限制,设计上采用定制的F6-H11两级的办法解决室外灰尘问题。下面是滤网装好的样子,前面不平整的部分是F6中效过滤棉,用于避免H11滤网过快报废(毕竟H11滤网还是挺贵的)。

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这是室内面。

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HEPA前面的F6滤棉大概需要一周左右吸尘器清理一次,两周更换。这是更换前的室外面。

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回风口F6滤棉更换前状态

心得

作为给自己家房子装的第一套新风系统,这套新风系统的设计和安装都有不少失误,不过整体来看,最终效果还算不错。整个过程中也有不少心得体会,总结如下:

1.别指望工人对这个系统的理解,对他们而言,只要把管子接上不漏气就算完事,从松下给的各种失败案例来看,连正规的安装队伍都会为了图省事干出很多很奇葩的事情来。所以一定要有一个理解这东东的人盯着他们施工,尤其是设计上对精度要求比较高的几个部分,绝对不能妥协,位置不对就得调整好了再说,甚至拆下来重新装。

2.如果和我一样房间面积有限需要很挤的安排管道。一定要使用类似sketchup这样的可视化工具对你的设计进行检查,确保不会有无法或者很难安装的部分,然后要想好安装顺序再让工人一步一步来。

3.标线仪是必须的,至少要能打出一个铅垂面的,两个铅垂面的最好。一个热线的风速计和分贝计也是必须的,不然没法检测安装效果。如果需要在承重墙上打孔,墙体探测仪也是必须的,因为管道的直径都比较大,万一碰到钢筋就太糟糕了。

4.隔音棉在几个需要静音环境的屋子里还是一开始就包上吧。

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