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【观点】新风系统:换热原理的更正与补充

  

上篇文章中,我武断的推测新风热交换的最理想终点只能到达温度中点:(进风温度+室内温度)/2=新风温度=排风温度,因为换热的前提的确是要有温差。


但是,实际上,新风温度是可以大于排风温度的,并且可以很接近室内的温度。比如一位叫 “liubiao 海德堡”的朋友援引了维基百科的一张图来说明这一可能:

微信图片_20210514103632.jpg
(图片来源:https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmer%C3%BCckgewinnung)

怎么回事?排风和新风为什么不是(24+0)/ 2 = 12 °C,而是一个5°C,一个19°C?物理定律被颠覆了么?

嗯。。。不是,只不过这个时候,初中的物理知识就不够了。。。让我们来一起复习下高中物理吧。。。




01


温暖空气的热焓值更高



首先,温暖的空气要比冷空气能携带更多水蒸气。所以只要不是极端天气下(比如暴雨),室内温暖的空气总会比室外的冷空气带有更多的水分。

接着,水的比热容大概是空气的三倍,水分更高的温暖空气自然也就拥有了比起外界相对干燥的冷空气更大的比热容。

也就是说,温暖空气每下降一度,释放的热量可以让同等质量的冷空气升高超过一度。再加上,相同体积下,水分含量高的温暖空气要比冷空气更重,就更加放大了这种差距。

这就是所谓的热焓值更高



于是,换热的终点就不是在中点12°C了。而是在偏向高温的那一侧,比如14°C。

但是,按照这样的理论,排风和新风最多也只能相同的落在14°C,而不是热的更冷,冷的更热,达到一个5°C,一个19°C。所以,我们还需要第二个理论.


02


对流换热是提高换热效率的核心原理



温度差一定是换热的源动力,这个不容置疑。但是,这不代表换热的终点只能在温度的中点。

比如,应用了对流换热的换热器。如下图:



由上图可以看出,暖空气相向而行,在整个换热器中的接触都有温差

从最左看:最冷的新鲜空气接触的是已经降温的浊气;从最右看:温度最高的室内暖空气接触的是已经被预热过的新风。

理论上讲,如果我们把换热器做的足够大,足够长,就可以实现100%的热交换。换句话说,就是新风完全具有室内暖空气的温度。但实际工艺不允许,所以市面上常见的新风换热器效率会在70%到90%之间







好了,解释完这一切再回到新风系统本身的评估。

我必须为我在前文提到了新风的缺点之一的《额外暖气支出》而道歉,这纯属我想当然的误判。因为如果按照80%的平均热回收效率,新风可以一天换八次气而比开窗换两次气更省暖气

这么说来新风系统果然更加是一个真香的选择!哈哈,进一步强推!!