熱交換器 空氣的魔術師

技術內容
近年一般住家、辦公之空調除考慮到溫、濕度舒適外,室內空氣品質(IAQ)也漸受重視,現在的建材由於品質提昇,氣密性比過去要佳,可以隔絕噪音、濕氣、灰塵、蚊蟲侵入,但相對的若室內有污染物(如裝潢、家具等有機溶劑氣體釋出),在沒有引進足夠的換氣量時將對室內人員造成危害,即使沒有化學污染物,人員自身產生之CO2、氣味亦將使空氣品質變差,工作效率降低,造成所謂病態建築症候群(sick building syndrome,SBS),過敏或呼吸道等病因。

排除室內污染物,引進外氣予以稀釋是最經濟有效的方法,當然的前提是室外空氣品質要優於室內,或者室外空氣經適當處理淨化後優於室內空氣品質。然而換氣雖有助於室內污染物的稀釋,若室內外溫濕差較大,則直接換氣將造成空調負荷中的外氣負荷急遽升高,使得空調耗電增加。解決方法可使用全熱交換器進行能源的回收,全熱交換器是一種氣對氣之交換器,可對通過的新鮮外氣與排出廢氣進行濕氣.溫度的交換,如此縮小外氣與室內的焓差,降低外氣負荷。
  安排全熱換氣機供風口與回風口位置,考慮以下原則 :
1、 回風口遠離冷氣之出風口,防止冷氣被排出浪費。
2、 供風出氣口氣流勿與冷氣出風逆向,防止冷氣射距縮短。
3、 回風口應與供風口應保持一段距離且暢通,防止短路發生,或氣流不穩。
4、 供風口宜設於人員活動區內,而回風口宜設於室內空氣較污濁停滯,溫度分布較高地區。
5、 系統若經過較熱環境(如頂層建築天花板內),風管、全熱交換器要保溫處理,防止節能效益被抵銷。
6、 為了延長能源回收原件之使用壽命與維持室內空氣品質,在外氣風道入口,回風口須加裝濾網。
 
效益
台灣位居亞熱帶,夏季氣候高溫高濕,外氣負荷由於與外氣焓值有關,外氣焓值一般在下午3點到5點達到最高,在人員密度大需高換氣量之場所,外氣負荷甚至可達空調負荷比例一半以上,所以外氣負荷佔空調耗電量很可觀,若使用全熱換氣機進行節能,因能同時進行顯熱與潛熱之回收,其節能效果遠比純做顯熱回收之熱交換器要好。以台灣夏季氣候而言,外氣負荷中,約70﹪為潛熱負荷,30﹪為顯熱負荷(南部潛熱負荷高過七成),50﹪效率全熱交換器可對潛熱、顯熱合併進行50﹪回收﹔而60﹪效率顯熱交換器卻只能回收顯熱負荷30﹪中的60﹪,只有18﹪。
 
圖說
能資所製作之全熱交換器照片
夏季冷房時全熱交換器的工作狀態
能資所製作之埋入式全熱換氣機照片(1000CMH, 四個全熱交換器)
靜置式全熱交換器的構造

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