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客人的博客

通风不会在真空中发生

为什么排气扇或电源扇不会像你想的那样把那么多的室外空气带进你的家

如果没有用于自然通风的驱动力 - 没有堆叠效果,没有风 - 然后可以预期100个CFM通风风扇将100个CFM的室外空气引入房屋。然而,在现实世界中,信封孔和通风风扇之间的相互作用几乎总比该图示的例子更复杂。
图片信用:所有图片:Reid Baldwin
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如果没有用于自然通风的驱动力 - 没有堆叠效果,没有风 - 然后可以预期100个CFM通风风扇将100个CFM的室外空气引入房屋。然而,在现实世界中,信封孔和通风风扇之间的相互作用几乎总比该图示的例子更复杂。
图片信用:所有图片:Reid Baldwin
这张图显示了当稳定的风或烟囱效应导致200立方英尺的自然通风时,可能发生的情况。不同类型的100 cfm通风系统以不同的方式与建筑围护结构中的孔洞相互作用。 该图表指示了自然通风率与需要调节的增量空气量之间的关系。(排气线隐藏在供应线下,因为它们是相同的。) 该图示出了连续通风的房屋中的场景以及间歇性点通风(当自然通风率低时)。供应通风和排气通风对现场通风的使用相当不同。 该图显示了250 cfm现场排风运行时各类型通风系统的效果。对于排风,被动减少被推迟到高得多的自然通风率。对于低自然通风率,供应通风系统被动地消除了任何额外的通风,从而减少了调节进风所需的能量。

强制通风是关于交换室外空气的室内空气,这可以通过拉出空气(供应通风),推动空气(排气通风)或两者(平衡通气)来实现。众所周知,这些强制通风选项的兴奋剂互换,但每种类型都应导致相同数量的额外空中交易,右图?

不一定。这取决于发生了什么。当自然提供足够的通风时,两个选项,供应和排风,被动地减少增加的空气交换量,减少增加的加热或冷却负荷。由于与现场通风的相互作用,必须调节的空气量可能在有供应通风的紧凑住宅中比在有排风或平衡通风的同一住宅中要少。

什么是通风?

在进入分析强制通风的各种口味之前,让我们回顾我们为什么需要通风,为什么自然通风有时是不充分的。

我们在房屋中调节空气 - 即,我们修改其温度和湿度水平 - 以使其适合我们的使用。然而,我们也在我们的房子里做的事情污染空气,使其不适合我们的使用。为了解决这个问题,我们交换了一些条件,污染的室内空气,用于无条件,未受污染的室外空气,我们然后是条件。这种室内和室外空气的交流称为通风。

用于空气交换的驱动力

要进行空气交换需要两件事:1)房子里有洞,2)有一种力把室内空气从一些洞里推出,把室外空气推到另一些洞里。

自然提供了几种力量将空气推过孔。首先,当室内温度与室外温度不同时,称为堆叠效果的现象在中性压力平面的一侧和中性压力平面的另一侧上的负压差异导致正压差。

其次,风吹过房屋的风吹围绕房屋的某些部分的低压和其他部分的高压区域。空气从高压区域流入,流出低压区域。

任何时刻的空气交换量取决于孔的大小和力的大小。这些自然力的大小,以及自然通风的量,每天甚至每小时都有很大的变化。对于一个有大洞的房子,自然通风率很少不足,而且经常过度。因此,《绿色建筑顾问》杂志上充斥着关于如何缩小漏洞的文章。当我们使洞小的时候,可能有相当长的一段时间自然通风不能提供足够的空气交换。为了弥补这一点,我们添加了强制通风系统来产生额外的力(尽管他们也可能添加一些额外的小洞)。

强制通风系统的类型

排气通风通过使用风扇吹出房屋的空气来产生额外的空气交换。风扇降低了平均室内空气压力,增加了将空气推入房屋的力。总向流量保持等于总外流量。污染水平在我们房屋内无处不在。部分客房,如我们储存化学品的房间,往往比其他房间更污染。排气通风具有以下优点:我们可以控制从中移除空气的位置。

供应通风通过使用风扇将空气吸入房屋来创造额外的空气交换。风扇增加了平均室内空气压力,增加了倾向于将空气推出房屋的力量。与排气通气一样,总向内流量保持等于总外流量。我们房屋周围的外部空气同样清洁。例如,车库已知具有污染物。供应通风具有以下优点,我们可以控制所吸引空气的房屋表面上的位置。

平衡通风使用两个风扇:一个绘图空气,另一个绘制空气,另一个粉丝推动等同的空气。房屋的平均气压不受影响。平衡通风提供排气和供应通风的位置控制优势。另外,平衡通风提供了在输出空气和进入空气之间包括热交换器的机会,以将进入的空气接收到前提。具有这种热交换器的平衡通风系统被称为热恢复呼吸机(HRV)。

强制通风有一些成本。最明显的成本是安装必要风扇和管道的初始成本。此外,还有与运行风扇相关的运营成本。最后,与调节额外的输入空气有关的成本,使其具有所需的温度和湿度。

本分析的其余部分集中在强制通风的加热能量增量方面。

当自然通风率非常低时

假设我们已经确定需要100cfm的空气交换来提供足够的通风。让我们看看在室内和室外温度相等且没有风的情况下,每种强制通风系统的性能。换句话说,我们将假设自然通风力不存在。虽然房子有洞,但在这种情况下,如果没有强制通风系统,空气就不会流入或流出这些洞。

排气通风系统的风扇将从内部向外吹100碳气。结果,房屋中的平均气压将通过足够的空气缩小到通过孔中的100 CFM。(见上面的图像#1。)因此,有必要条件100 CFM的空气,不需要被强制通风。

类似地,供应通风系统将100 CFM的空气中的空气绘制到房屋中,通过足够的空气压力增加,以强制100CM的空气流过孔。像排气系统一样,有100 CFM的额外空气条件。

最后,平衡通风系统的一个风扇将在100厘米中绘制,而另一个推出100 CFM。同样,有100个CFM的额外空气到条件(尽管它可以通过HRV的核心预处理)。在这种运行条件下,三个系统每次增加空气交换量相同。

当自然通风率相对较高时性能

现在让我们看一下由于温差,风或两者的组合而导致自然通风力强的情况。假设基于该房屋的孔的大小,200 CFM将流入一些孔,200 CFM将流出其他孔,在这种情况下没有强制通风。由于我们决定只需要100厘米的汇款,因此最好不要增加更多,无视地点优势。

从理论上讲,我们可以在这种情况下积极控制任何通风系统,但这需要连续测量困难的自然通风速率。

排气通风迫使房屋的空气100厘米,降低室内空气压力相对于户外。响应于气压的这种变化,通过孔的内向流量增加并且向外流动减小。在每个方向上而不是200 CFM,通过孔流入250 CFM,并且150 CFM流过孔。(参见下面的图像#2。)待条件的增量空气仅为50 CFM。

[编者按:这里所描述的指导原则,称为五点规则,是由拉里·帕米特和塔米·邦德在1992年首次提出的。第五条规则规定,如果使用排风扇或供应风扇的移动速度低于自然渗透速度的两倍,则会增加相当于风扇流量一半的气流。这种现象的发生是因为排风扇的运行使房屋的中性压力平面升高,导致一些墙壁上的出口变成了进口。类似地,供电风扇的运行降低了房屋的中性压力平面,导致一些墙壁上的裂缝从入口变成了出口。

供应通风行为表现得很好。迫使100 CFM进入房屋增加了足够的室内压力以将流出速率提高到250 CFM,并通过孔降低流入速率至150 CFM。总流入速率(100 CFM强制加150 CFM通过孔)仅增加50 CFM。平衡系统不会影响流过孔的流量,因此需要调节的空气的增量量仍然是100 CFM。在这些时期期间需要调节的增量空气量的减少可能是非常重要的,因为它们往往对应于具有最高温度差异的时间段。

作为图像#3(下面)再现的图表表示自然通风率和需要调节的增量空气量之间的关系。(排气线被隐藏在供应线下,因为线路相同。)排气和供应具有有益的被动校正效果,通过该校正效果,当自然通风高时,增量空气的量减少到一半。CFIS的线路表示为通过以300 CFM的流速操作20分钟的每小时提供相同的平均通风速率的系统。该系统也被动地调整到增加的自然通风率,尽管它调整得更慢。

现场通风

室内污染不仅从房间的房间变化,而且随着时间的推移也会变化。例如,虽然在厨房里的空气质量通常可能相当不错,但在烘烤鲑鱼面包后,它并不是那么好。出于这个原因,房屋有各种点通风系统,如系列风扇和浴室风扇。诸如煤气洗衣机,一些燃气热水器和中央真空系统等设备也有风扇吹到外面的污染空气。

由于点通风点是去除局部污染空气,因此使用排气通风。尽管去除室内空气可能是使用点通气的动机,但是光斑通风也通过降低室内空气压力来增加室外空气流入房屋的效果。因此,虽然现场通风风扇正在运行,但它可以满足空气交换要求,暂时不需要额外的强制通风。

当自然通风率低时,供应通风和排气通风对光谱通风的使用非常不同。假设具有250cfm的流速的斑点通风在自然通风率低的同时打开。室内压力将放下,使得几乎所有向外流过孔都被消除,并且通过孔流入250碳气流量。(见下面的图像#4。)

当排气通风系统也在100 CFM处运行时,通过孔总共流动350 CFM。相对于没有强制通风系统,必须调节的空气的增量量增加100碳水化体。当100 CFM供电通风同时运行在250 CFM点通气时,通过通风系统100CFM的空气流动,并且通过孔的空气向内流量降低至150 CFM。需要调节的空气总量为250 CFM - 与任何强制通风系统相同。供应通风系统不会增加内向流动,仅仅从更合适的地方吸引其中一些空气。在这种情况下,供应系统优于HRV,该HRV允许250 CFM的无条件空气中加上100CFM的部分调节空气。

图像#5(下图)中的图表显示了当点排气通风250 CFM时,每种类型的通风系统的效果也在运行。对于排风,被动减少被推迟到高得多的自然通风率。对于低自然通风率,供应通风系统被动地消除了任何额外的通风,从而减少了调节进风所需的能量。

必须考虑风扇和信封孔之间的相互作用

由于强制通风系统的性能与自然通风和现场通风相互作用,在建模性能时需要考虑这些相互作用。

HRV对冷热负荷的影响并不总是比排风系统或送风系统小。在高自然通风时期,供应或排气系统的热负荷影响被动下降50%,因此HRV至少需要50%的效率才能达到收支平衡。当现场通风运行时,供应通风提供的好处是从一个更合适的位置引入空气,而不增加加热或制冷负荷。

Reid Baldwin是密歇根州的专利律师。他计划在他的建造者让他退出修改计划并建造它时,在一家漂流社区中搬到一家房子。(Baldwin解释说:“邻里的所有房屋都附有航身。邻居有街道和滑行道。我将能够将我的飞机存放在家里。”)

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