将新型交换膜与空调系统结合可在室内实现100%室外空气循环

发布时间：

2021-07-06 13:55

来源：

https://www.xianjichina.com/special/detail_487460.html

到现在为止，众所周知，在建筑物中循环室外空气比循环室内空气更安全，这一点在大流行病中得到了证实。但问题是，这并不符合成本效益。

这可能很快就会改变。普渡大学的工程师们提出了一个系统，将新的膜技术与最新的暖通空调系统相结合，使100%的室外空气系统更加节能和经济可行--特别是在温暖、潮湿的气候下。他们说，他们的系统可以为选择使用更安全的室外空气的大型建筑节省高达66%的能源成本。

普渡大学以前的研究表明，暖通空调系统（供暖、通风和空调）是在办公大楼、餐馆和飞机等室内环境中传播新冠病毒等空气传播疾病的一个关键因素。

普渡大学Herrick工程教授和高性能建筑中心主任James E. Braun说，大多数人没有意识到现代HVAC系统的复杂性，室内环境中的湿度有一个特定的甜蜜点是在40%和60%之间。任何比这更干燥的地方，人们就会不舒服；任何更潮湿的地方，你就有发霉和其他问题的风险。

因此，简单地打开窗户并不是一个解决方案。

如果你引入了室外空气，建筑物的湿度水平就会剧烈波动。要在温度、湿度、人体舒适度和整体成本之间保持适当的平衡，这是一个令人难以置信的挑战。

布劳恩说，在一个典型的暖通空调系统中，几乎有40%的能量是用来给空气除湿的。这使得室外空气的加热或冷却更加耗费能源和成本。

为了解决这个问题，Braun与机械工程助理教授David Warsinger合作，他擅长使用膜进行水过滤和脱盐。他们提出了一个名为主动膜能量交换器的系统，该系统将专门的膜整合到暖通空调系统中，以减少对外部空气进行除湿的能量。与目前的完全室外空气系统相比，像医院这样的大型建筑使用这样的系统可以减少高达66%的能源成本。

他们的研究已经在《应用能源》上发表。

普渡大学机械工程专业的博士生、该论文的主要作者Andrew Fix说："膜是关键，我们使用具有水汽选择性的膜，这意味着它们只允许水汽在施加压力差时通过，而阻挡空气。通过让空气通过这些膜，我们可以把水蒸气从空气中拉出来，减少运行制冷循环的电机和压缩机的负荷。"

为了衡量该系统的有效性，该团队使用了由太平洋西北国家实验室创建的不同气候条件下的医院的计算机模型。医院是理想的测试床，因为它们是大型的室内环境，为了安全起见，它们的暖通空调系统通常需要较高比例的室外空气。计算机模型显示，使用主动膜系统的所有地点的能源使用量都有所减少。更加炎热和潮湿的地方例如坦帕、休斯顿和新奥尔良，均显示出最大的能源节约。

"越是炎热和潮湿的地方，我们的系统工作得越好，这是一个关键的发现，因为随着世界各地气候的不断变暖，想要使用100%的室外空气的地方现在将能够在经济上负担得起。"Fix高兴地说。

研究人员正在努力建立一个物理原型来验证他们的计算机模型。但现在的利害关系不仅仅是节约能源。

Fix认为新冠病毒是对我们所有人的一个警钟，为我们的建筑物供暖和制冷不仅仅是一个温度和湿度的问题，它实际上可能是一个生命和死亡的问题。他希望这项工作将有助于使我们所有的室内空间更加安全。

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