1.室內(nèi)空氣質(zhì)量面臨新挑戰(zhàn)

2.最大限度地減少通風帶來的能量損失

3.解決室內(nèi)空氣質(zhì)量問題的常用裝置

4.一種平衡節(jié)能的室內(nèi)空氣質(zhì)量解決方案

1.室內(nèi)空氣質(zhì)量面臨新挑戰(zhàn)

        自1970年代后期以來，室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）已被越來越多地認為直接影響建筑物居民的健康和福祉。近年來，HVAC系統(tǒng)在對抗空中傳播的病毒方面的影響已引起人們對空氣質(zhì)量的新關(guān)注。但是，隨著引入新鮮空氣，改善過濾，濕度控制和其他空氣處理方法，人們越來越擔心更高系統(tǒng)負荷的潛力以及由此產(chǎn)生的更多能源使用。幸運的是，現(xiàn)代HVAC技術(shù)的正確應用可以幫助最大限度地提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，同時最大程度地減少運營效率的損失。

        大約在40年前，一種名為“病態(tài)建筑綜合癥”（SBS）的現(xiàn)象已成為全球住宅和商業(yè)建筑使用者所關(guān)注的問題。盡管SBS的確切原因尚不確定，但已廣泛達成共識，問題根源在于密封良好的建筑物無法為居住者提供足夠的通風。到1984年，這個問題變得非常普遍，世界衛(wèi)生組織發(fā)布了一份長達484頁的報告，專門針對室內(nèi)空氣質(zhì)量。今天，我們知道SBS的癥狀可能包括頭暈，惡心，頭痛，疲勞，眼睛，鼻子和喉嚨發(fā)炎等。而且，更重要的是，人們還認為，空氣凈化和建筑物通風的改善可能是抵抗SARS-CoV-2（COVID-19）大流行的更大戰(zhàn)略的重要組成部分。

        美國環(huán)境保護局（EPA）指出，導致冠狀病毒疾病的SARS-CoV-2病毒可能通過室內(nèi)環(huán)境中的空氣傳播顆粒傳播，其中包括其他手段。減輕病毒傳播的一種策略涉及引入室外新鮮空氣。充分記錄和理解新鮮空氣的好處。因此，美國加熱，制冷和空調(diào)工程師協(xié)會（ASHRAE）標準62.1提供了通風指南，以幫助確保維持適當?shù)氖覂?nèi)空氣質(zhì)量水平。

        不幸的是，當將新鮮空氣引入HVAC系統(tǒng)以改善建筑物的空氣質(zhì)量時，必須對進入的空氣進行加熱或冷卻，并且必須調(diào)節(jié)濕度水平以滿足建筑物或占用空間的要求。同時，必須將等量的經(jīng)過處理的空氣排到建筑物外部，以保持適當?shù)南到y(tǒng)平衡。進入的空氣處理和已處理的空氣損失都可能對HVAC系統(tǒng)的整體能效產(chǎn)生負面影響。

2.最大限度地減少通風帶來的能量損失

        對于商用屋頂裝置，通常有兩種主要策略可用于最大程度地減少通風對能源使用的影響：按需控制的通風（DCV）和能量回收輪（ERW）。需求控制系統(tǒng)將新鮮空氣的引入與空間的實際占用情況相匹配，但是在COVD-19大流行期間，DCV并不是疾病控制與預防中心（CDC）當前推薦的節(jié)能解決方案。能量回收輪或逆流熱交換器不會限制進入建筑物的新鮮空氣的數(shù)量。取而代之的是，ERW僅在排氣（室內(nèi)）氣流和進入的新鮮氣流之間傳遞能量，以對進入的空氣進行預處理，使其更接近所需的室內(nèi)溫度和濕度條件。

        在許多應用中，ERW可以提供一種最具成本效益的方式來抵消用于處理新鮮空氣的能量。ERW在排氣（室內(nèi)）氣流和進入（室外）氣流之間傳遞能量，這使進入的空氣更接近占用空間的要求。這種完全被動的過程可以節(jié)省大量能源，并且可以用于過程到過程，過程到舒適以及舒適到舒適的應用中。

        從一個空氣源轉(zhuǎn)移到另一個空氣源的能量之比稱為效率。車輪傳遞的總能量是車輪效率，兩個氣流的風量以及這些氣流之間的能級之差的乘積。使用這些計算方法和其他計算方法，工程師可以確定ERW可以提供多少所需的能耗降低，甚至可以幫助某些地方的建筑物達到“綠色”標準。

3.解決室內(nèi)空氣質(zhì)量問題的常用裝置

         雖然將新鮮空氣引入室內(nèi)空間可以帶來直接的好處，但它是能源密集型的。因此，僅增加通風量并不能解決所有空氣質(zhì)量挑戰(zhàn)。實際上，EPA估計室外空氣中某些污染物的濃度是室內(nèi)空氣的2-5倍?；覊m，污垢，花粉，煙霧和其他刺激性物質(zhì)只是一些潛在的污染物，可能導致或加劇現(xiàn)有的呼吸系統(tǒng)問題，過敏，哮喘，頭痛和其他疾病。IAQ產(chǎn)品可以幫助清潔室內(nèi)空氣并保持理想的濕度水平，從而有助于減少刺激和改善乘員的舒適感。哪種解決方案適合給定的空間，很大程度上取決于占用者的特定需求和空間的預期用途，例如，醫(yī)院，與制造工廠相比，IAQ的需求將完全不同。這些IAQ解決方案可能包括：

殺菌UV-C燈：過去30年來，HVAC行業(yè)中發(fā)展最快的技術(shù)之一就是紫外線消毒。通過使用紫外線殺菌輻射（UVGI），這些系統(tǒng)可以通過使用UV-C光（短波； 280至200 nm）破壞病原體的核酸和蛋白質(zhì)來殺死或滅活霉菌，皮屑，皮屑，細菌和病毒。結(jié)果，許多建筑物的所有者和工程師正轉(zhuǎn)向紫外線消毒來滿足ASHRAE的新要求，尤其是在高密度場所。這些設備可以安裝在風管或空氣處理裝置（AHU）中，以幫助它們保持清潔并提高運行效率。它們還可以幫助抵抗霉菌和細菌，這些霉菌和細菌通常在系統(tǒng)組件（如室內(nèi)盤管）的高冷凝區(qū)域中發(fā)現(xiàn)。

前置過濾器和最終過濾器： 在多過濾器系統(tǒng)中，前置過濾器會在大污染物進入較昂貴的最終過濾器之前將其捕獲。這樣可以延長最終過濾器的使用壽命，并有可能降低成本?？梢栽诟鞣N最低效率報告值（MERV）額定值中找到過濾器，這些最低效率報告值（MERV）衡量過濾器如何有效阻止空氣中的污染物。一般而言，較高的MERV數(shù)等于較好的過濾。例如，住宅應用可能會使用MERV 14等級的過濾器，而醫(yī)院手術(shù)室可能需要對MERV 17或更高等級的過濾器進行過濾。雖然可能會嘗試安裝最高的MERV等級，但在MERV等級較高的過濾器中發(fā)現(xiàn)的細孔會增加HVAC系統(tǒng)的應變，從而導致壓降增加并降低其整體效率。

1.玻璃纖維過濾器：旋轉(zhuǎn)玻璃纖維過濾器主要設計用于捕獲較大的空氣污染物，是A / C和熔爐單元中最常見的過濾器之一。盡管玻璃纖維過濾器缺乏其他過濾器類型的某些功能，但卻是一種易于發(fā)現(xiàn)且經(jīng)濟高效的解決方案。 

2.褶式過濾器：褶式過濾器雖然仍是價格合理的選擇之一，但比玻璃纖維編織更緊密，通常是捕獲寵物皮屑和塵螨的更好選擇。它們還會給系統(tǒng)增加阻力，并可能導致效率略有下降。 

3.靜電過濾器：利用細小的棉和紙纖維在使用時會產(chǎn)生電荷，這些過濾器比廉價的過濾器能夠吸引更多的污染物。

4.HEPA過濾器：經(jīng)測試，高效微?？諝猓℉EPA）過濾器在清除小至0.3微米的微粒方面至少有效達到99.97％，通常用于醫(yī)院以幫助減少感染的傳播。但是，就像具有高MERV等級的標準過濾器一樣，HEPA過濾器中發(fā)現(xiàn)的高密度纖維會產(chǎn)生較強的氣流阻力，并降低HVAC裝置的能源效率。

雙極電離：此過程通過將氧氣分子轉(zhuǎn)換為帶電原子（聚集在微粒周圍），然后包圍并滅活空中傳播的病毒，細菌和其他污染物而起作用?，F(xiàn)代的雙極電離技術(shù)不涉及可能使用過多能量或引入不良副作用的過濾器，化學物質(zhì)，輻射或其他過程。ASHRAE目前在使用雙極電離方面沒有明確的立場，CDC認為這是一種新興技術(shù)。疾病預防控制中心特別指出：“盡管技術(shù)已經(jīng)成熟……雙極電離在清潔/消毒HVAC系統(tǒng)中大量快速移動的空氣方面的記錄卻很少。”

加濕/除濕：眾所周知，較高的室內(nèi)濕度會使房間感覺太熱，而較低的濕度會使房間感覺太冷。但是，舒適度只是濕度的一部分。濕度水平的不平衡也會使霉菌，細菌和病毒生長。實際上，新的研究表明適當?shù)臐穸瓤刂瓶赡茉诘挚笴OVID-19大流行中起作用。ASHRAE流行病特別工作組在其2020年4月的報告中指出，“保持室內(nèi)相對濕度> 40％將顯著降低霧化病毒的傳染性”，中等濕度水平也可能與提高呼吸系統(tǒng)免疫力有關(guān)。

4.一種平衡節(jié)能的室內(nèi)空氣質(zhì)量解決方案

        改善建筑物的室內(nèi)空氣質(zhì)量將直接影響其居住者的健康和舒適度，而且不必以提高能源效率為代價。每個建筑物都是唯一的，每個解決方案都應該同樣唯一。為了在室內(nèi)空氣質(zhì)量和能源效率之間取得平衡，應通過適當?shù)哪茉椿厥辗椒▉淼窒迈r空氣攝入量的增加。過濾階段應根據(jù)乘員的需求和系統(tǒng)要求來確定。維持適當加濕的策略必須是系統(tǒng)設計的組成部分。并且，應將更新的消毒和病毒滅活技術(shù)視為全系統(tǒng)方法的一部分，以改善乘員的健康和福祉。

        保持健康的室內(nèi)空氣質(zhì)量比以往任何時候都更為重要。在現(xiàn)代HVAC技術(shù)的應用與居住者，操作員和業(yè)主的需求之間取得平衡，我們可以在保持高運營效率的同時改善建筑物的空氣質(zhì)量。