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建筑科学

家中通风的三种方法

如果你想多通风,你需要一个通风系统,可以做到高效和有效

Zehnder热回收呼吸机(HRV)[图片来自Small Planet Supply的Albert Rooks,经许可使用]

你知道那句老话吗,“天下没有不受惩罚的好事”?在通风方面,它适用于很多家庭。如果你只是把室外空气带进房子,你就得付钱……不止一种方式。你带入的室外空气是未经调节的,所以你必须加热或冷却它。如果你所在的地方气候潮湿,你可能需要给它除湿。如果你在一个干燥的气候,你可能需要加湿它。

这取决于你如何将通风空气引入房子,你可能会在冬天有凉爽的气流或在夏天有温暖的空气吹向你。然后是通风问题,导致水分进入建筑空洞,在那里它可以湿润建筑材料,导致腐烂,并生长霉菌。如果你想增加通风频率,你会受到更大的惩罚。

最常见的全屋通风系统类型使用仅排气或仅供应策略。排气式通风系统使用已经安装在房子里的风扇——浴室风扇和抽油烟机——通过控制调节速率或运行时间来提供所需的通风空气量。仅供风可能使用专用风扇将空气吹进房子,加热和冷却系统中的鼓风机,或通风除湿机。如果你试图过多地增加通风量,这两种策略都会在舒适、能源使用或湿度方面产生问题。

但是有一些方法可以让房子以更高的速度通风而不会出现问题。你只需要用不同的策略。让我们看看三种方法。

平衡通风,热量和水分回收

把室外空气带进家里的最好方法是用空调平衡通风系统它有热量回收(到处都有)和水分回收(大多数家庭)。您可能想要一个既能回收热量又能回收水分的能量回收呼吸机(ERV),而不是一个只能回收热量的热回收呼吸机(HRV),但这是以后文章的主题。这里我们只关注通风。

将室外空气引入室内稀释室内空气污染物.通过持续这样做,你可以将这些污染物保持在较低的水平。二氧化碳含量是衡量空气交换量的好方法。但是,如上所述,引入室外空气是有代价的。然而,通过热量和水分回收,成本要低得多。(从这里开始,我将使用ERV来代表ERV和HRV。如果你是那些使用hrv的怪人之一,你可以在阅读ERV时做一个心理替换。)

ERV不会让你昂贵的空调空气直接离开房子。就像你离开保龄球馆之前需要把鞋子收起来一样,ERV在冬天让排出的空气在热量和水分中旋转。就像巴斯特中锋不得不把他的枪,包括小姐手枪——当他进入客厅时,夏天进入ERV的新鲜空气将热量和湿气沉淀到外面的空气中。

这些热量和水分的交换消除或减少了你必须支付的通风费用。通过回收热量和水分,一旦空气进入室内,你就必须减少对通风的调节。热量和水分的交换也使通风空气接近室内条件,因此不太可能出现舒适问题。排风和室外空气的等量空气流量减少了湿气在建筑围护结构中造成麻烦的可能性。

简而言之,如果你想在你的房子里有更多的通风空气,而不必忍受通风的惩罚,一个能量回收通风机可以为你做到这一点。只要确保它能高效地传递热量和水分,电子换向风扇电机,并在进风一侧安装MERV-13过滤器。(我们喜欢的品牌包括Broan、Fantech、Panasonic、Renewaire、*和Zehnder*。)

有了这样的通风系统,你可以把它调到每小时换气半次或更多,这大约是ASHRAE 62.2速率的两倍。由于需要的空间和前期成本,要比这更高是很难做到的,但你肯定可以得到更多等效的每小时空气变化,ACHe,通过结合通风和过滤

平衡通风结合热泵回收

另一种让更多通风空气进入你的房子的方法是使用一个内置热泵的通风系统。我把它叫做热泵通风机。与ERV的热交换器核心不同,该设备使用热泵在气流之间传递热量。目前,这种呼吸机在北美有两种选择:Build Equinox的CERV-2和Minotair的PentaCare V12。

热泵使该设备能够进行加热、冷却和除湿。它们不提供太多的加热和冷却能力,因为它们的主要目的是提供清洁的空气。CERV-2的供热和制冷能力约为每小时3,000 BTU。PentaCare V12可提供约6,000 BTU /小时的加热能力和11,000 BTU /小时的冷却能力。

由Build Equinox设计的CERV-2热泵通风机
由Build Equinox设计的CERV-2热泵通风机[图片来源:Build Equinox,经授权使用]
热泵通风机中的热泵就像ERV核心,它可以将室外空气引入室内,而不需要在室外条件下使用空气。然而,不同之处在于,热泵应该能够加热或冷却空气,一直到室内温度甚至更高。事实上,在小公寓和公寓里,这些系统可以提供所有你需要的加热和冷却,但让我们坚持在通风和室内空气质量方面。

ERV和热泵通风机之间的另一个区别是,热泵通风机还循环室内空气,以提供更多的过滤,加热,冷却或室内空气除湿。这种通风和过滤与高merv过滤器的组合可以提供另一个级别的清洁空气。两者都很重要。

热泵通风机消除了一些与高速率通风相关的惩罚:舒适性和耐久性。但与ERV中的被动热交换器不同,热泵确实使用能量。因此,热泵通风机的运行成本将比高效的ERV多一点,但您应该看到比仅排气或仅供通风系统的通风成本更低。

带有通风除湿机的仅供通风

在湿热的气候下,你最好的选择可能是通风除湿机。当室外露点连续几个月都在75到80华氏度,你甚至在一月份使用空调时,这种方法可以让你在没有湿度的情况下以更高的速率通风。这需要一个管道除湿机,从空调空间和室外抽出一些空气。Ultra-Aire是我们喜欢的牌子。

通风除湿机Ultra-Aire
能源先锋办公室的Ultra-Aire通风除湿机

通过适当的控制,通风除湿机可以在压缩机开着或不开着的情况下运行以进行除湿。关闭压缩机,无需除湿即可进行通风。你也可以在室外风道上安装电子阻尼器和控制器,在不通风的情况下除湿。

上面描述的三种方法都可以让你不受惩罚地加大通风。好吧,也许你不会完全不受惩罚,但你肯定会得到更少的惩罚。

_________________________________________________________________________

Allison贝尔斯他是乔治亚州亚特兰大的演说家、作家、建筑科学顾问,也是能源先锋的创始人。他也是能源先锋博客,是写书.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

*信息披露:Renewaire和Zehnder已向Energy Vanguard提供了各自的erv。

图片来源:Zehnder HRV的主要照片由小行星供应的Albert Rooks拍摄,经许可使用。CERV-2照片来自Build Equinox,经许可使用。Ultra-Aire除湿机照片由能源先锋,使用免责。

24日评论

  1. billfrombirchwood||# 1

    第三种选择是Messana空气处理单元(ATU),也是HRV /除湿器的组合,使用缓冲罐的回路进行预热或冷却,等温运行。这允许您使用一个热泵加热,冷却和DHW,。这让我们疯狂的水循环类型可以进行辐射加热和冷却,而不用担心冷凝。该单元是基于艾默生系列的HVACR控制。

    这本书写完后,一篇关于通风控制的文章会很有用。上述大多数系统通过测量CO2、温度和RH来控制通风。这样可以节约能源。

    暖通空调行业的问题是控制不力,没有与照明和安全系统集成。当我打开窗户时,控制系统应该关掉通风机;当我打开电炉风扇时,控制系统应该打开补风,必要时进行除湿。

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 11

      威廉,还有一个叫埃佛卡的。据我所知,它将在几个月后在美国上市。

      是的,控制是通风以及加热和冷却的一个大问题。

  2. 用户- 723121||# 2

    非常翔实的文章。我想知道住宅的渗透动态,加热和冷却。在供暖季节,叠加效应是影响渗透量和泄漏面积的主要因素。空气从建筑围护结构的高处排出,被从较低的点进入的空气所取代。空气在冷却模式下是如何进入室内的?从暖到冷,室外空气进入建筑物,这是反向的堆栈效应吗?

    1. kaspergruszczynski||# 3

      根据我的理解,堆栈效应是由温差驱动的,因此在冬天最冷的日子里最有效,而在夏天最热的日子里最有效。在气候较冷的冬季,由于较大的温差,可能会产生较大的叠加效应。考虑到这是一种物理现象,我敢说梯度的“方向”并不重要。另一个因素是建筑的高度,结构越高,效果就越大。如果我的评论是错误的,我很高兴被纠正!

      我的理论是,不管气流的方向如何,它都会使用围护结构上相同的孔进出建筑物。

    2. charlie_sullivan||# 6

      在夏天,室内有空调,堆叠效应则相反。因此,来自阁楼的湿热空气通过罐头灯的穿孔口从阁楼泄漏到主卧室,将空调通风口的冷空气推到较低的楼层,并从地下室泄漏出去。住户们注意到楼上,尤其是主卧室太冷了,于是打电话给暖通空调公司投诉。他们安装了一个更大的中央空调,或者在炎热的阁楼上安装了第二个空调,所以现在主卧室很吵,但当超大的空调关机时,仍然会变得又热又湿。

    3. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 12

      道格,是的,在夏天,堆叠效应会向另一个方向移动。以下是我在近十年前写的一篇文章:

      https://www.energyvanguard.com/blog/Heat-Rises-and-Falls-Stack-Effect-Air-Movement-Heat-Flow

  3. Jon_R||# 4

    二氧化碳水平是衡量空气交换量的一个很好的指标。

    除非你知道有多少人在场,持续了多长时间,他们有多活跃,以及室外的二氧化碳水平。即使这样,它也不会告诉你你是否有VOC或PM2.5问题。

    ASHRAE这样同意:“二氧化碳浓度并不能很好地反映人们对其他室内污染物的浓度和接受程度。”

    我认为“高二氧化碳水平是空气交换不足的有用但不充分的指标”。

    提高通风效率的一个有效方法是分区——不需要通风的时候/地方不要通风。

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 13

      乔恩,我想大多数人在任何时候都知道家里有多少人。室外的二氧化碳浓度约为百万分之400ppm。如果一个四口之家正在家里吃晚饭,而二氧化碳浓度是1500 ppm,很明显他们没有得到足够的空气交换。

      你对ASHRAE的引用是关于其他室内空气污染物的,我并没有说二氧化碳能告诉你整体的室内空气质量。

  4. charlie_sullivan||# 5

    我很想看到一些分析,比较使用这些设备和相同的空调来保持相同的室内条件所需的能量。而主动的则需要空调做更少的功,但它们会消耗能量。问题是,它们是否节省了足够多的空调所做的工作,从而值得它们所消耗的能量。

  5. JC72||# 7

    Zehnder的安装怎么样了,Bailes博士?

    1. Flytrappist||# 8

      似乎安装在3A气候区(亚特兰大-是吗?)的Zehnder ERV可能会有一个很长的回报时间,相比而言,几个Broan Smart Sense风扇,和一个专用/阻尼的新鲜空气供应?

      关于巴斯特决定进入法国人的山谷“ERV”并存入他的手枪,我认为这也很昂贵——不仅对Surly Joe来说,而且最终对San Saba Songbird本人来说(也被其他绰号、称谓和cognomens所知),因为离开酒吧后,他很快就被提醒“你不能永远是老大”。,)

      卡尔·K

      1. GBA编辑器
        Allison A. Bailes III,博士||# 10

        卡尔,我很高兴看到我不是唯一一个喜欢科恩兄弟电影的人!

    2. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 9

      约翰,它来的很慢。我现在的首要任务是完成这本书(除了让能源先锋继续下去),所以我在周末的时候会做一点。到目前为止,我已经在天花板上安装了一些通风口。

  6. jwolfe1||# 14

    这些选项的定价比较如何?它们是否比新建房屋贵得多?

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 15

      JWolfe1,这取决于你对“新建筑房屋”的定义。如果你谈论的是spec homes,那么是的,我上面描述的策略都需要花费数千美元,而不是数百美元或更少。许多新房子根本没有全屋机械通风。在佐治亚州,房屋建筑商展示了他们的实力,并让该州将机械通风所需的气密性从>5改为>3 ACH50。

      从积极的方面来看,你可以花大约1000美元找到一个好的ERV。如果你只需要一个,并且自己安装它,你可以花大约2000美元或更少的钱(在一个小房子里)获得整个房子的平衡通风。

      1. karlb_zone6a||# 22

        艾利森,你能介绍一种售价2000美元的自动安装系统的配置吗?除非现有的管道系统可以重新用于(或与ERV连接在一起),否则我不认为这是可能的。为了达到这个目的,重复使用管道系统似乎是一种糟糕的做法。谢谢。

  7. rondeaunotrondo||# 16

    这个网站上关于CERV的大多数评论似乎都是相当负面的,尽管我还没有看到很多来自实际用户的评论。

    1. charlie_sullivan||# 19

      我可能是对它持否定态度的人之一。我要澄清的是,我毫不怀疑它是有效的。我唯一的不满是,没有证据表明它比更传统的配置更节能。

      1. 用户- 2069108||# 20

        我无法告诉你它消耗了多少能量。我很想在面板盒里放一个电源监视器,但我喜欢的那个需要互联网,我住在一个几乎没有信号的地方,我不愿意付给Spectrum 1万美元让他们运行一条线路,但我离题了。
        我可以告诉你,自从极地漩涡在2月份崩溃以来,除了6月份的几天炎热外,我还没有运行过我的迷你分裂。
        我知道这个装置可以加热和冷却一点,但最重要的是它可以去除湿度。

        史蒂夫年轻人

  8. 用户- 2069108||# 17

    将;我家里的CERV已经有3年半了。我只是错过了过渡到更优雅的CERV 2.0。不幸的是,1.0版本看起来像一个DYI项目。
    那时候它工作得完美无缺。
    我遇到的唯一问题是冷侧管道系统上的冷凝。(这个国家真的需要更好的绝缘管道系统)我最终用闪光胶带包裹了接头,并添加了7ng更灵活的泡沫绝缘。当然,这与CERV的设计无关。
    否则,它会做它应该做的事情,很少大惊小怪,也很少维护。
    史蒂夫·杨,兰开斯特OH

    1. rondeaunotrondo||# 18

      谢谢你史蒂夫。我有一个老房子,几乎没有地方可以安装管道(暖通空调是无管道的)。权衡我对ERV的选择,它也可以很好地过滤(MERV 13+)。

  9. d_buzz||# 21

    谁能推荐一种手持式的室内空气质量测量设备——不仅仅是二氧化碳水平?Allison在他的博客上推荐了Awair AQM8002和Aranet 4用于二氧化碳,但要寻找的不仅仅是温度/RH/CO2 -除非精确的设备成本高昂。

    1. brian_wiley||# 23

      你好大卫,

      我可能误解了你搜索的“手持”部分,但就移动/移动而言(就像你可以把它们放在卧室里,然后第二天就放在厨房里),我不知道有一个备受赞誉的设备可以做所有事情。

      我在博伊西州立大学做了一些关于野火烟雾和室内空气质量的工作,紫色空气II是用于室内和室外PM2.5采样的。这在他们的网站上不是很明显,但你可以在室内和室外使用同一款显示器,如果网络连接有问题,还有一个使用SD卡的补充型号。

      对于VOCs/CO2和氡,我使用AirThings Wave+。它也有温度和相对湿度,但对于后者,我更喜欢Govee的无线温度/相对湿度传感器,因为它们的价格点允许多个位置进行监测和比较。希望这对你们有帮助!

  10. 用户- 3813901||# 24

    嗨,艾莉森(以及所有人),

    想知道对于北方气候条件下非常小的房子大小的房子,你会推荐什么平衡的通风选择。我正在考虑一些“低于600SF”的新建筑小屋,不想通风过多或不足。所有的建筑都将是超级绝缘的,都是电动的,有用于加热和冷却的无管道迷你分割,并包括一个小型输出简单的抽油烟机,向外部通风,(上帝的意图)看起来松下现在有一些非常小的erv。想知道这些是否适合“微型住宅”,是否具有成本效益。

    谢谢你的任何意见!

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