能量回收通风 (ERV)：更健康室内空气全球指南

在当今世界，我们大部分时间都在室内度过，因此室内空气质量至关重要。能量回收通风 (ERV) 系统在确保健康舒适的室内环境，同时最大限度地降低能耗方面，正变得日益重要。本综合指南将探讨 ERV 技术的原理、优势、应用和全球考量。

什么是能量回收通风 (ERV)？

能量回收通风 (ERV) 是一种机械通风系统，它在置换室内外空气的同时回收过程中的能量。与传统通风系统（仅排出污浊的室内空气并引入新鲜室外空气，可能损失宝贵的已调节能量）不同，ERV 系统在两股气流之间传递热量和湿气。这一过程显著提高了能源效率和室内空气质量。

ERV 与主要侧重于传递热量的热回收通风 (HRV) 密切相关。然而，ERV 还能传递湿气，使其在更广泛的气候条件下更为有效。在炎热潮湿的气候中，ERV 系统有助于对进入的空气进行除湿，从而减轻空调系统的负荷。在寒冷干燥的气候中，ERV 系统则有助于对进入的空气进行加湿，防止室内条件过于干燥。

ERV 是如何工作的？

ERV 系统利用一个核心部件——通常是换热器或全热轮——来促进热量和湿气的传递。该核心部件允许排风和进风气流彼此靠近通过而不混合，从而实现能量转移。ERV 核心有几种类型，每种都有其优缺点：

• 板式换热器： 由一系列薄板组成，用于分隔气流。热量通过板片传递，而湿气传递则受到限制。它们经久耐用，维护要求极低。
• 全热轮（干燥剂轮）： 这些旋转轮上涂有干燥剂材料，能从较潮湿的气流中吸收湿气，并将其释放到较干燥的气流中。它们在传递热量和湿气方面效率很高。
• 热管： 这些密封管中含有制冷剂，通过蒸发和冷凝在气流之间传递热量。它们提供良好的热传递，但湿气传递能力有限。

ERV 系统的效能通过其用于热传递的显热回收效率 (SRE) 和用于湿气传递的潜热回收效率 (LRE) 来衡量。这些指标表示从排风中回收并转移到进风中的热量和湿气的百分比。

能量回收通风的优势

ERV 系统为建筑使用者、业主和环境提供了广泛的益处：

• 改善室内空气质量 (IAQ)： ERV 系统持续引入新鲜、经过滤的室外空气，稀释室内污染物，如挥发性有机化合物 (VOCs)、二氧化碳 (CO2) 和过敏原。这有助于创造更健康、更舒适的室内环境。
• 节省能源： 通过从排风中回收热量和湿气，ERV 系统显著减少了加热或冷却以及加湿或除湿进风所需的能量。这转化为更低的能源账单和减少的碳排放。
• 湿度控制： ERV 系统有助于维持室内最佳湿度水平，防止冬季条件过于干燥和夏季条件过于潮湿。这提高了舒适度并降低了霉菌滋生的风险。
• 减轻暖通空调系统负荷： 通过对进风进行预处理，ERV 系统减轻了供暖、通风和空调 (HVAC) 系统的负荷，延长了其使用寿命并降低了维护成本。
• 符合建筑规范和标准： 许多建筑规范和绿色建筑认证（如 LEED 和 WELL）要求或鼓励使用 ERV 系统，以提高能源效率和室内空气质量。

ERV 系统的应用

ERV 系统适用于广泛的应用场景，包括：

• 住宅建筑： ERV 系统在住宅、公寓和共管公寓中越来越受欢迎，以改善室内空气质量和降低能源成本。
• 商业建筑： 办公室、学校、医院和零售空间可以从 ERV 系统中受益，为使用者创造更健康、更高效的环境。
• 工业设施： 工厂、仓库和实验室可以使用 ERV 系统来控制室内空气质量，并在要求苛刻的环境中减少能源消耗。
• 医疗保健设施： 医院和诊所需要高水平的室内空气质量来保护患者和员工。ERV 系统可以帮助维持这些标准，同时最大限度地降低能源成本。
• 数据中心： 数据中心产生大量热量，需要精确的温度和湿度控制。ERV 系统可以帮助减少冷却这些设施所需的能源。

全球标准与法规

ERV 系统的设计、安装和性能通常受地方和国际标准及法规的管辖。这些标准旨在确保 ERV 系统安全、有效和节能。

相关标准和法规的示例包括：

• ASHRAE 标准 62.1： 可接受室内空气质量的通风标准（美国）。该标准为通风系统的设计、安装和运营提供了要求，以维持可接受的室内空气质量。
• ASHRAE 标准 90.1： 除低层住宅建筑外的建筑能源标准（美国）。该标准为包括通风系统在内的建筑系统设定了最低能效要求。
• EN 13779： 非住宅建筑通风 - 通风和室温调节系统的性能要求（欧洲）。该标准规定了非住宅建筑通风系统的性能要求。
• ISO 16494： 建筑通风 - 空气处理机组测试方法 - 空气热力性能（国际）。该标准规定了评估包括 ERV 系统在内的空气处理机组空气热力性能的测试方法。
• 国家建筑规范： 许多国家都有国家建筑规范，其中包含了对通风和能源效率的要求，通常会引用 ASHRAE 或 EN 标准。例如，澳大利亚建筑规范 (BCA) 引用了澳大利亚关于通风和能源效率的标准。

在设计和安装 ERV 系统时，务必咨询当地的建筑规范和法规以确保合规。

ERV 系统设计与安装注意事项

正确的设计和安装对于确保 ERV 系统的最佳性能至关重要。关键考虑因素包括：

• 气候： 气候显著影响 ERV 系统的选择和规模。在炎热潮湿的气候中，ERV 系统应优先考虑除湿。在寒冷干燥的气候中，ERV 系统应优先考虑加湿。
• 建筑类型和使用情况： 建筑类型和使用情况决定了通风需求。较高的使用密度需要更大的通风率。
• 风量： 适当的风量对于有效通风至关重要。应根据建筑大小、使用情况和活动计算风量。
• 风管设计： 风管设计应旨在最小化压降并确保适当的空气分配。风管也应进行隔热以防止能量损失。
• 过滤： ERV 系统应包含高效过滤器，以去除进入空气中的颗粒物和其他污染物。过滤器维护至关重要。
• 控制系统： 自动化控制系统可以根据使用情况、温度、湿度和其他因素优化 ERV 系统的性能。
• 维护： 定期维护，包括更换过滤器和清洁，对于确保 ERV 系统的长期性能至关重要。

示例： 在新加坡这个湿度高的热带气候中，ERV 系统通常与干燥剂除湿系统集成，以进一步降低湿度水平并改善室内舒适度。这些系统有助于防止霉菌生长并维持健康的室内环境。

ERV 系统的成本分析

ERV 系统的初始成本可能高于传统通风系统。然而，长期的能源节约和改善的室内空气质量可以抵消这一初始成本。全面的成本分析应考虑以下因素：

• 初始成本： ERV 系统的成本，包括设备本身、风管、安装和控制系统。
• 能源节约： 供暖和制冷能耗的减少，可根据气候数据和建筑特性进行估算。
• 维护成本： 定期维护的成本，包括更换过滤器和清洁。
• 激励和回扣： 许多政府和公用事业公司为安装节能通风系统提供激励和回扣。
• 生命周期成本： 拥有和运营 ERV 系统在其整个生命周期内的总成本，考虑了上述所有因素。

示例： 德国的一项研究发现，住宅建筑中的 ERV 系统与传统通风系统相比，可将能耗降低多达 50%。这在建筑物的整个生命周期内转化为显著的成本节约。

ERV 技术的未来

ERV 技术在不断发展，正在进行的研究和开发专注于提高效率、降低成本和扩大应用。一些新兴趋势包括：

• 先进材料： 正在开发用于 ERV 核心的新材料，以提供更好的热量和湿气传递特性。
• 智能控制： 正在开发智能控制系统，可以根据实时数据和预测算法优化 ERV 系统的性能。
• 与楼宇管理系统 (BMS) 集成： ERV 系统正越来越多地与 BMS 集成，以提供对建筑系统的全面控制。
• 分散式 ERV 系统： 服务于单个房间或区域的分散式 ERV 系统在改造现有建筑中越来越受欢迎。
• 带空气净化的 ERV： 将先进的空气净化技术（如 UV-C 紫外线杀菌和活性炭过滤器）集成到 ERV 系统中，以增强室内空气质量。

结论

能量回收通风 (ERV) 系统是一项宝贵的技术，可用于改善室内空气质量、降低能耗，并在全球范围内创造更健康、更可持续的建筑。通过了解 ERV 技术的原理、优势、应用和全球考量，建筑业主、设计师和运营者可以就其项目中的系统实施做出明智的决策。随着 ERV 技术的不断发展，它将在为全球人民创造舒适、健康和节能的室内环境中扮演越来越重要的角色。

可行的见解：

• 评估您的通风需求： 根据建筑的大小、使用情况和活动，确定适当的通风率。
• 考虑您的气候： 选择适合您气候的 ERV 系统，在潮湿气候中优先考虑除湿，在干燥气候中优先考虑加湿。
• 咨询专家： 与合格的暖通空调专业人士合作，设计和安装您的 ERV 系统。
• 优先考虑维护： 实施定期的维护计划，以确保您的 ERV 系统的长期性能。
• 探索激励措施： 研究您所在地区安装节能通风系统可获得的激励和回扣。

延伸阅读与资源

• ASHRAE (美国供暖、制冷和空调工程师协会): https://www.ashrae.org/
• REHVA (欧洲供暖、通风和空调协会联合会): https://www.rehva.eu/
• CIBSE (英国特许建筑设备工程师学会): https://www.cibse.org/