新风系统不是万能的



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□ Yi Yang


新风系统对室内空气质量的正面作用是值得肯定的,尤其是新风系统对室内含氧量的补充,是其他方法很难替代的。而新风系统对室内空气的负面作用,其实不完全在新风系统本身,而在于用户心理的误区。


这个误区就是,很多人认为,新风系统是室内空气质量一劳永逸的根本性解决方案,这是不对的。


这个误区的形成主要是新风厂商不断宣传的结果,给人留下了一个空气净化器是将就的办法,而新风系统是一个解决根本问题的方案印象。另一方面其实也是有一定的心理因素在里面,新风系统的购买成本高,安装起来也非常麻烦,非常符合人们彻底解决某个问题需要努力的心理预期,所以进一步加强了新风厂商宣传的结果,导致了很多人认为新风系统就是一切室内空气质量问题的答案。


客官你做梦了,醒一醒。


要理解为什么这是一个误区,需要了解三方面的知识:污染源CADR 的物理意义,以及新风系统无法解决的矛盾


一、污染源


影响室内空气质量的污染源可以分为两大类,第一类来自室外:雾霾、汽车尾气中的各类气态污染物、臭氧以及花粉等过敏源等等。第二类来自室内:家装释放的甲醛、苯、人活动产生的颗粒物、气味以及二氧化碳等等。


两类污染源所释放的污染物有所重叠,但是仍然这么归类的原因在于,对于这两类污染源带来的污染所需要的处理方法是完全不同的。室外的污染源,理论上可以用提高房间密封程度来降低其影响,然而根据空气净化器新国标调研期间对中国家居环境换气率的调查,门窗紧闭的工况下,中国一般家居环境的换气率为 0.05-0.57 h-1,在一般工况下,国标采取 0.6-1.0 h-1的换气率。


这个数据意味着,对于大部分家居环境来说,大约 1~2 小时的时间里,即便不刻意通风,室内的全部空气也会被室外空气完全替代一次。和室外空气一起进来的还有花样翻新的室外污染物,源源不断。


另外还有室内千奇百怪的污染源,可能和人的活动相关,有时候也说不清具体的原因是什么。比如说下图是我卧室一段时间的 PM2.5 的变化,其中的起伏很难用我的活动来解释。尤其是晚上 5:35 的这一次增长,家里没人,空气质量却突然跳动了一下。


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持续的污染就需要持续的净化。这个观点的理解,就要用到第二方面的知识了。


二、CADR 的物理意义


CADR 是洁净空气输出率,是衡量空气净化器性能的指标。那么 CADR 的物理意义是什么呢?空气净化器拥有众多不同的参数,过滤效率、风量、循环等等,然而一旦检测出一台空气净化器的 CADR 值,就把这些所有的参数都综合到一个参数内了,把这台空气净化器转化为一个理想化的通风口,向室内提供完全洁净的空气。如果考虑新风系统的过滤效率极高,接近 100%的话,如果忽略氧气这个空气净化器解决不了的问题的话,就建立了一个等价关系,即如果一台空气净化器的 CADR 值与一台新风机的风量相同的话,在稀释室内污染物的能力上是等价的。


这种稀释作用,就相当于往一池水中一边撒土,一边灌清水,最终看这池水的清澈程度,所以和小学应用题一样,是一个动态平衡。如果清水少了,水就会浑一些,土撒得慢一些,水就会清一些。


对于空气净化器的 CADR 值,国标的推荐值是,针对某一室内面积,应该有 10 倍数字的 CADR 值来净化室内空气。比如一个 20 平方米的卧室,需要至少 200 立方米/小时的 CADR 来净化。


而对于新风系统,由于标准制定是按照供氧来计算的,标准为每人 30 立方米/小时。按照一个 20 平方米,两个人共用的卧室来说,就是 60 立方米/小时的风量。一般来说新风系统的风量也不会超过 150~200 立方米/小时的风量,这些新风系统一般会用于整套公寓,约 100 平方米左右或者更高。


这就意味着,新风系统在稀释室内污染的能力上,仅相当于相应空气净化器的几分之一。


然而新风系统具有供氧的这个不可替代的功能,我们能不能提高新风系统的风量,让新风机既可以供氧,又能够净化室内空气呢?这需要第三方面的知识。


三、新风系统无法解决的矛盾


前面已经论证了,如果新风系统的过滤效率很高的话,新风系统的风量和空气净化器的 CADR 值是等价的。那么可不可以把新风系统的风量做到很高,然后全面替代空气净化器,一劳永逸地解决污染物和供氧两个问题呢?


理论上自然可行,然而现实中非常难。


首先是新风系统的结构问题。由于新风系统大部分涉及大量的管道,而这些管道都会降低系统的风量。滤网的阻力也会降低系统的风量(这也是为什么很多新风系统的滤网等级比较低的原因,因为低等级的滤网阻力会小一些)。这部分损失如果弥补起来,仍然要很大的风量的话,那就意味着风机部分的功率和噪音都要相应的提升,而且会极大地提升。


室内环境是一个整体概念,并不是没有污染氧气充足就很舒适了。过大的噪音一样会影响室内环境的舒适度。


另一个问题则更难解决。室内环境需要冬暖夏凉,意味着室内外是经常存在温差的。而新风系统引入的室外空气,也就相应的带着这个温差。这也是为什么热交换系统在新风系统中很常见。然而热交换系统的效率不会太高,一般做到 70%~80%就已经很不错了,这就意味着,新风系统一定会给室内温度带来负面的影响。


如果将新风系统的风量扩大到几倍,以至于足以代替空气净化器的净化作用,那么这种温度上的负面作用就会进一步扩大,以至于得不偿失。虽然在空气污染这一项的得分上很高,但是室内环境的总分反而被拉低了。


这两项就是新风系统在实际应用中很难解决的两组矛盾:风量和功耗/噪音的矛盾,以及风量和室内整体舒适度的矛盾。


这两个根本矛盾导致的结果,就是新风系统基本没可能把风量提高到足以净化室内空气的程度,也就基本没可能代替空气净化器的作用。这也就意味着,新风系统是室内环境管理中不可或缺的重要一环,却远不是室内空气质量问题终极的解决办法。


如果用户陷入这个误区的话,他们就很难获得满意的空气质量,这就是新风系统最大的负面作用。其他都是技术问题,都可以通过各种办法弥补;而观念问题,则需要补充新的知识来转变。


室内空气如果想彻底控制起来,需要新风系统,空气净化器、空调、加湿器、除湿机以及各种传感器。根据实际情况可以做一些取舍,这就是一个更大的话题了。


利益相关:笔者供职于 Blueair AB


2016-09-29