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客人博客

被动房子的通风彩色项目,第2部分

称重热回收与能量恢复呼吸机的利弊

康奈尔科技的房子,在纽约市的无源房屋项目,在为大量公寓选择供暖和冷却设备时,挑战设计师面临的挑战。(照片:Nicole Beauchamp / CC / Flickr)

这是两部分系列的第2部分。以下是该系列中第一篇文章的链接:被动式住宅多户项目的通风,第1部分。

在有明显的采暖或制冷季节的气候条件下,被动式住宅项目必须有一个平衡的热回收或能量回收通风系统。这些系统使用热交换器来在进出的空气流之间传递热量和水分。

热恢复呼吸机(HRV)在冬季(或夏季反之亦然)将热量从输出排气流转移到进入的新鲜空气流。能量恢复呼吸机(ERV)转移热量从排气流中的水分在冬季到新鲜空气流(或夏季反之亦然)。恢复呼吸机的操作减少了加热和凉爽所需的能量,并且在该过程中降低了建筑物的碳足迹。

从密封建筑物的发展和被动房屋和R2000等节目中学到的,必须控制行业的发展,是室内相对湿度必须控制;在一些季节,这可以通过连续通风来实现。当被动房屋概念从单个家庭缩放到多型程序时,在HRV和ERV之间决定更复杂。

无源房屋所需的极其密封的建筑信封与乘员 - 密集的多救护人员节目(来自乘员,厨房和浴室)的高内部水分收益,在机械通风设计期间迫使额外的水分管理考虑因素。

在供暖和制冷季节保持可接受的室内相对湿度对建筑耐久性和居住者舒适度至关重要。被动房专业人士宣称这句简单的格言是恰当的:“建造紧密,通风正确!”

比较夏季和冬季的运行情况

在纽约市(气候区4A),多户被动式住宅市场正在迅速增长,这里有一个重要的采暖季节和一个高湿度的制冷季节。由于这种季节性变化,在设计时需要考虑HRV或ERV的四种主要运行情况。

夏季条件 - HRV

在夏季运行的HRV(热潮湿的外部空气和冷干内部空气)通过通风引入建筑物的额外水分。热量从进入的外部空气流转移到离开建筑物的排气流。这冷却供应空气,但外部水分不会从进入空气中除去。由于来自室外空气的额外水分,建筑物的除湿负荷增加。

冬季条件 - HRV


在冬季运行的HRV(冷干外部空气和温湿润的内部空气)排出建筑物占用者产生的水分。热量在回收芯的两个空气流之间传递,但是排气中的水分不会被转移到供应。结果,在冬季控制内部相对湿度可以不太挑战HRV。

夏季条件- ERV


夏季(热潮湿的外部空气和冷干内部空气)在夏季操作的ERV减少了送到内部的外部空气中的水分量。热量和水分转移到排气流,减少与通风相关的冷却和除湿负荷。

冬季条件 - ERV


在冬季运行的ERV(干冷的外部空气和温湿的内部空气)将热量和湿度传递给回收核心的供应空气。因此,控制内部湿度水平可能是更具有挑战性的冬季操作的ERV。

在夏季,室外湿度是一个因素

项目团队应评估这些情况,并确定与其气候和建筑计划有关的最高风险情景。总体被动房屋设计意图是为了减少加热和冷却需求,降低设备尺寸和年度能耗,同时保持乘员的舒适性和建筑耐用性。注意到被动房屋设计意图将有助于指导这次谈话。

让我们考虑一下主要的运行条件,从夏季运行开始。良好的被动式住宅设计应该能够减少制冷负荷,从而降低制冷设备的容量。

HRV在夏季将额外的潮湿空气引入条件建筑。如果需要除湿,则可能是有问题的,但由于空间中的温度已经很低,因此不需要明智的冷却。由于除了在跑步系统运行时才会发生除湿(除非安装了补充除湿机),则占用者可能会经历长时间的高湿度和不适。

一般来说,只有当室内相对湿度保持在40%和60%之间时,才有较高的夏季设定值温度舒适。如果无法满足潜在负荷并且相对湿度超过60%,大多数乘员将不再舒适。

因此,当你考虑到ERV有助于去除进风中的湿气,并有助于保持较低的除湿负荷时,在夏季使用ERV可能是可取的。这与被动式住宅的设计意图一致,即保持居住者的舒适并减少年度能源消耗。

在冬季,室内凝结是一种风险

现在让我们考虑冬季操作。在评估建筑耐久性的风险时,冬季建筑操作造成的冷凝潜力最高。在寒冷时期,热量通过建筑围护结构传导。这可能会导致寒冷的内部表面,特别是在效率最低的组件,如窗户和门理想的冷凝。

在乘员密集的多方建筑物中产生的水分增加凝结风险;内部相对湿度越高,表面温度越高,冷凝可以形成。

即使具有高性能窗口部件,当内部相对湿度高并且表面温度靠近露点时,可能存在窗户和门上的凝结的风险。在选择HRV或ERV期间,必须考虑减轻内部冷凝的风险。

作为最坏的情况,让我们假设68°F的内部设定点温度,窗口框架U值为0.275 BTU / HR·FT2·F(1.56W / M2.K)。外部环境温度为14°F(-10°C),框架表面冷凝将在60%的室内相对湿度下发生。外部环境温度为4°F(-15°C),框架表面冷凝将发生在50%的室内相对湿度下。

虽然这些相对湿度水平看起来很高,但在人口密集的新建筑中很容易实现。在我们的多户型项目中,有六个人住在不到1000平方英尺的地方是很常见的。在新建筑中,居住者的汗水、烹饪和淋浴所产生的湿气以及建筑湿度可以很容易地将室内相对湿度提高到这样的水平。

即使是间歇窗口冷凝也可以从模具生长和建筑耐久性的角度出现问题。在所有建筑物中应避免冷凝,但在设计意图专注于耐用性的无源房屋中,永远不会发生。

控制冬季室内湿度

请记住,冬季期间的ERV运行将建筑物内部产生的一些水分转回到进入供应空气。在同一冬季条件下运行的HRV在内部产生的水分中排出,有助于控制室内相对湿度和冷凝风险。

这似乎是一个剪切和干燥的论点,用于独家使用HRV,对吧?这不是那么简单。通过各种控制策略,可以通过集中系统降低通过各种控制策略来降低循环的水分量,并且由于一个公寓的潮湿空气将与返回ERV的更大体积的空气混合。这与单位的ERV相反,其中大多数内部水分收益将返回每个公寓的供应空气。

如果我们假设所有的公寓并不是一直处于高湿度水平,这些水流的剪切混合将减少可以返回到任何一个公寓的水分。(有关HRV/ERV系统安排的更多信息,请参阅本系列的第一篇文章:在无源房屋的通风彩色植物,第1部分)。

在期间,大多数公寓可能会看到湿度增加的湿度,例如清晨和晚上,中央ERV的湿度转移可以用部分恢复芯旁路或通过控制焓轮的速度来控制。这使得可以从返回到室外空气流降低潜伏的水分转移效率。

因此,显热传递效率也会暂时降低。我们的分析表明,通过湿度回收控制,供应空气的相对湿度可以降低10至15个百分点。这个额外的功能使中央erv成为冬季多户被动式住宅的可行选择。

下面所示的数据代表了一座多用途被动的房屋建筑,在纽约市冬季运营中央欧洲军演。分析假设低,培养基和高湿度产生场景的平等混合,在多型建筑物中展示了可能的公寓类型。

冬季建筑运行显示,由于中央ERV焓轮转速降低,供应空气相对湿度降低。

室内相对湿度在早上和晚上达到峰值,为55%。随着湿度恢复控制的添加和降低焓轮转速,峰值相对湿度降低了10 ~ 15个百分点,达到45%。

HRV或ERV选择没有规定的路径。然而,集中式ERV可以操作以控制冬季和夏季的供应空气含量。这使得ER​​VS在纽约市的多达米尔被动房屋建筑中成为一个有吸引力的选择。

Thomas Moore是一家经过认证的被动的家用顾问,建筑系统分析师斯蒂文冬季associates,Inc。

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