5.4 通风和空气调节系统

5.4.1 通风和空调设计的原则及一般途径。
    一般说来,居住建筑通风设计包括主动式通风和被动式通风。主动式通风指的是利用机械设备动力组织室内通风的方法,它一般要与空调、机械通风系统进行配合。被动式通风(自然通风)指的是采用“天然”的风压、热压作为驱动对房间降温。在我国多数地区,住宅进行自然通风是解决能耗和改善室内热舒适的有效手段,在过渡季室外气温低于26℃时,由于住宅室内发热量小,这段时间完全可以通过自然通风来消除热负荷,改善室内热舒适状况。即使是室外气温高于26℃,但只要低于30℃时,人在自然通风的条件下仍然会感觉到舒适。许多建筑设置的机械通风或空气调节系统,都破坏了建筑的自然通风性能。因此强调设置的机械通风或空气调节系统不应妨碍建筑的自然通风。

5.4.2 采用房间空调器的能效要求。
    采用分散式房间空调器进行空调和供暖时,这类设备一般由用户自行采购,该条文的目的是要推荐用户购买能效比高的产品。根据国家标准《房间空气调节器能效限定值及能效等级》GB 12021.3-2010和《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》GB 21455-2013,本条建议用户选购节能型产品(即能源效率第2级)。上述标准中对不同能效等级规定的具体数值见表4~表6。

表4 房间空调器能源效率等级指标(W/W)

表5 单冷式转速可控性房间空气调节器能效等级
(制冷季节能源消耗效率SEER)指标

表6 热泵型转速可控型房间空气调节器能效等级
(全年能源消耗效率APF)指标


5.4.3 集中空调系统的性能要求。本条文为强制性条文。
    居住建筑可以采取多种空调供暖方式。本条所指的集中空调系统,是区别于家用空调器的、采用电力驱动、由空调冷热源集中处理冷媒供给多个末端的空调系统,包括多套住宅、多栋住宅楼,甚至住宅小区共用冷热源的集中空调系统,也包括多末端的户式多联机空调系统。除共用冷热源等特殊情况外,多户共用冷源的集中空调系统在严寒和寒冷地区其运行能耗远大于分散式家用空调器,因此按本标准第5.1.7条规定不建议采用。
    集中空调供暖系统中,冷热源的能耗是空调供暖系统能耗的主体。因此,冷热源的能源效率对节省能源至关重要。性能系数、能效比是反映冷热源能源效率的主要指标之一,为此,将冷热源的性能系数、能效比作为必须达标的项目。对于设计阶段已完成集中空调供暖系统的居民小区,或者按户式中央空调系统设计的住宅,其冷源能效的要求应该等同于现阶段公共建筑的规定。

5.4.4 集中空调水系统循环泵耗电输冷(热)比计算。
    耗电输冷(热)比反映了空调水系统中循环水泵的耗电与建筑冷热负荷的关系,对此值进行限制是为了保证水泵的选择在合理的范围内,降低水泵能耗。

5.4.5 新风系统设置热回收的建议。
    建筑的整体气密性提高以后,建筑在自然压差下的换气次数大幅降低。出于人员健康要求,居住建筑维持必需的换气次数是必不可少的。对于没有通风装置的居住建筑,只能通过打开窗户来换气,这样在室外空气质量恶劣时无法达到换气效果,且换气量无法控制,在室内外温差很大时会造成大量不必要的热损失。
    对于设置了双向换气的新风系统,有条件进行新风热回收。严寒和寒冷地区冬季室内外温差大,进行新风热回收可以有效降低新风负荷。这样在进行通风换气的同时减少了新风带来的热损失,是解决换气与能耗损失间矛盾的重要手段。需要注意的是,实际运行中当室内外温差(焓差)小于经济阈值时,进行热回收的节能量小于热回收段多消耗的风机功耗,此时开启热回收是不节能的。因此要求设置新风热回收装置的通风系统具备旁通功能,当室内外温差(焓差)不满足要求时,新风和排风可不经过热回收段,直接旁通,避免增加不必要的风机功耗。
    由于居住建筑各户使用时间和运行方式不统一,从节能的角度考虑,不推荐设置集中式的新风系统。

5.4.6 新风热回收装置的选择及设计要求。
    现行国家标准《空气-空气能量回收装置》GB/T 21087中规定了新风热回收装置在制冷和制热工况下的效率,其中焓效率适用于全热交换,温度效率适用于显热交换。设计应优先选用效率高的能量回收装置,并根据处理风量、新排风中的显热和潜热构成,以及排风中污染物种类等因素确定热回收装置类型。
    在寒冷冬季如果结露会存在结霜可能,影响系统工作。产生霜冻取决于低温的持续时间、空气流量、空气温湿度、热回收器芯体温度和传热效率等多种因素。为保证空调系统绝大部分时间能够正常工作,应进行防结露校核计算。如果排出口空气相对湿度计算值大于等于100%,应设置预热装置。
    新风热回收装置的设置是出于节能的目的。在实际工程中,当室内外温差(焓差)过低,导致新风热回收运行新排风克服阻力的能耗大于回收的能量,反而会出现运行空气能量热回收装置不节能的情况。因此,要求系统热回收段设计旁通,并可根据室内外温差(焓差)进行旁通阀的控制。当室内外温差(焓差)不满足最小经济温差(焓差)时,新风系统运行时新风排风不经过热回收段,系统不使用其热回收功能,避免造成能源浪费的情况出现。
    夏季工况下,当室外新风的温度(焓值)低于室内设计工况,不启动热回收装置,开启旁通阀;当室外新风的温度(焓值)高于室内设计工况,并且当室内外温差(焓差)大于最小经济温差(焓差)时,启动热回收装置,关闭旁通阀。冬季工况下,当室外新风的温度(焓值)高于室内设计工况,不启动热回收装置,开启旁通阀;当室外新风的温度(焓值)低于室内设计工况,并且当室内外温差(焓差)大于最小经济温差(焓差)时,启动热回收装置,关闭旁通阀。只有在热回收装置减少的新风能耗,足以抵消转轮本身运行能耗及送、排风机增加的能耗时,运行转轮热交换装置才是节能的。
    最小温差焓值的估算:

式中:Qre——新风通过热回收而获得的能量;
     COP——机组供热或制冷系数;
       E一一转轮能耗及风机增加能耗;
   △Tmin——最小经济温差;
   △Hmin——最小经济焓差。