图片来源:能源先锋
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当我星期六早上醒来时，室外的温度是-40°F*。风寒是零下100度!外面冷得让人难以置信，难以置信。幸运的是，那是在新罕布什尔州的一个山顶上，而不是在我所在的地方。我碰巧在北卡罗来纳州的一个山顶上醒来，那里的温度要暖和得多——零下3华氏度。
当外面很冷的时候，大多数人都喜欢呆在温暖舒适、没有穿堂风的家里。当然，我们都知道没有穿堂风意味着我们的气密性很好，而且良好的气密性意味着我们需要机械通风．但是当室外非常非常冷的时候，你如何在不引起问题的情况下给家里通风呢?那么寒冷天气通风有哪些问题呢?
三种全屋通风策略
Exhaust-only通风。这个安装起来最便宜，也是最常见的。它依靠的是家里已经有的风扇:浴室排风扇和厨房抽油烟机。风扇可通过控制器设置为连续运行或间歇运行。当它们从家中排出空气时，内部产生的负压导致外部空气通过建筑围护结构的泄漏点进入。
只提供通风。就像排气，但风扇把室外的空气吹进房子，产生正压力。可以使用普通的浴风扇或专门设计的风扇，也可以将控制器连接到中央空气处理器上。
平衡通风。大多数人会自动想到能量回收呼吸机(ERV)和热量回收呼吸机(HRV)，但平衡通风只是指供应和排出等量的空气。我之前写过不同的平衡通风方式．
当天气真的很冷的时候，引入室外空气需要事先考虑一下。我们不是全年都开着窗户是有原因的。那么，让我们来看看会出现什么问题，以及我们可以做些什么来让事情变得更好。
寒冷的草稿
这个问题。使用这三种策略中的任何一种，如果居住者感到寒冷的气流，你最终都可能会出现舒适问题。这可能以多种方式发生。只有排气，你可能会引起通风通过一个漏水的窗户或门附近的占用区。在只供应的情况下，你可能会把没有回火的冷空气吹到设计糟糕的居住者身上。你也可以使用中央供暖系统，通过家中所有的通风口吹出回火的空气，但即使空气接近室温，居住者也会感到寒冷。erv和hrv也是一样。
的解决方案。这主要是一个设计问题。好的暖通空调承包商会告诉你:永远不要直接对着居住者吹空气。当使用室外冷空气通风时，更是如此。你要让空气在到达他们的时候充分混合。对于排气式通风来说，这是很难做到的，这也是避免这种策略的另一个原因。另一方面是通风速率。如果你的换气次数超过了需要，这个问题就更有可能发生。
干燥的空气
这个问题。冷空气是干燥的空气．相对湿度为100%的空气听起来非常潮湿，但当温度为32华氏度时，就实际水分浓度而言，实际上是相当干燥的。如果你把同样的空气加热到70华氏度，相对湿度就会下降到20%。室外温度越低，空气中的湿度就越低，当空气进入室内时，你的房子就会变得干燥，无论是通过有意的整个房屋通风还是通过渗透。当你伸手去拿乳液时，要记住问题的根源是寒冷干燥的室外空气。
的解决方案。仅排气和仅供冷风通风将使室内空气干燥。这就是冬季室内湿度较低的原因。在漏风较多的家庭，室内空气会非常干燥。通风不良的家庭也是如此。确保你的换气量没有超过你的需要。
你需要多少通风的问题是一个很大的问题，也是我之前在这里提到过的问题。标准答案是按照ASHRAE住宅通风标准62.2规定的通风速率通风。的建筑规范与62.2略有不同， 2018年国际住宅代码(IRC)中的费率为:
(有空调面积0.01 cfm/平方英尺)+ (7.5 cfm/人)
出于代码目的，一个家庭的人数被定义为卧室数加一。
当然，你选择的速率取决于你在这个过程中的位置。如果你要盖新房子，你必须遵守当地的规定。如果你住在一个有机械通风系统的房子里，你可以随心所欲地运行它。你可以使用上面的公式来了解你是否可能过度呼吸。如果你计算的结果是你每分钟需要50立方英尺(cfm)的通风空气，并且你连续运行200立方英尺的HRV，我认为公平地说你的通风超过了你需要的。
当天气真的很冷的时候，你也可以进一步减少通风空气的量。为什么?因为烟囱效应随着温差的增大而增大。室外天气越冷，室内上升的暖空气就会渗透得越多。一些通风设备可以在天气寒冷时自动减少通风风量。
另一种减少寒冷天气通风的干燥效果的方法是使用能量回收通风机。它们交换热量和水分，从而让你保持较高的湿度。一些水蒸气并没有耗尽你已经拥有的湿度，取而代之的是干燥的空气，而是穿过薄膜，回到房子里。
这就带来了寒冷天气通风的下一个问题……
冷冻ERV磁芯
这个问题。我没有生活在寒冷的气候，也没有直接的经验，但如果你和生活在非常寒冷的地方的人交谈，比如IECC气候区6或更高，有些人会说你必须使用热回收呼吸机而不是能量回收呼吸机。他们声称的原因是，当水蒸气通过能量回收通风膜转移时，它遇到了进来的冷空气并冻结。随着通风机中冰量的增加，不仅失去了水分回收和热量回收，而且还失去了通风空气。事实证明，冰是一种很好的空气屏障。
解决方案。我相信有些人会在这篇文章的评论中告诉我实际的冻结案例。我所知道的是，冷冻的ERV内核并不一定发生在寒冷的气候中。我怎么知道?因为寒冷气候住房研究中心(CCHRC)对此做了一些研究．他们在2013年至2014年冬季在阿拉斯加费尔班克斯研究了14座拥有8种能量回收呼吸机模型的房屋。即使气温低至零下40度，也没有人结冰。(我喜欢这个温度!或者至少是关于它的有趣的事实。)
解决办法很简单:一个除霜循环。不同的模型有不同的防冰方法，所以不是只有一种方法。控制装置可以每隔一段时间关闭进气侧，从而将你的ERV暂时变成一个排气系统。类似地，进气侧可以有一个阻尼器，定期从室外空气切换到室内空气。另一种选择是，进入的空气可以与室内空气相调和，使堆芯温度保持在冰点以上。冰冻的ERV内核在寒冷的气候中并不是必然的。
墙内凝结
这个问题。水蒸气喜欢冷的表面。它会愉快地凝结或吸附在它们上面。(还是兴致勃勃?我总是记不住。)在寒冷的气候下，只供应通风系统会导致室内正压，从而将潮湿的室内空气推入墙腔。当潮湿空气在绝缘层的另一侧发现冷保护层时，它就开始积聚。如果在足够长的一段时间内积累了足够多的水，你就可以在墙上开始一个生物实验了。这对耐久性和室内空气质量都不利。我不建议这么做。
的解决方案。在温暖的气候(通常是4区或更低)，寒冷的天气很少持续足够长的时间，这是一个问题。在寒冷的气候中，这个问题引起了很多关注，因为它是真实存在的。这就是为什么有些人建议只使用排气通风而不是只使用供风。不过，这并不能保证你的护套里不会积聚水分。那些排气扇可能会把空气从低处吸入，而叠加效应会把空气推到高处。Joe Lstiburek有一张很棒的建筑照片，上面显示了建筑顶部的湿气损坏，而下面没有损坏。
真正的解决办法是修理建筑围护结构。你可以通过安装外部绝缘来保持护套温暖，或者通过防止潮湿的室内空气泄漏到墙腔来做到这一点。
别忘了HVAC中的V
现在的房子越来越密闭了。新房子必须接受鼓风机门测试，以显示它们达到一定的阈值。老房子正在被家庭表演公司密封起来。这意味着我们有更多的全屋通风系统在使用。不管怎么做，都离不开技术。有设计。内部和外部条件都有变化。
当室外真的很冷的时候，建筑物就会受到考验，就像最近被荒谬地命名为“炸弹旋风”的建筑物一样。(听起来像是连锁餐厅的甜点。)建筑围护结构失效。供暖系统失灵。通风系统也失灵了。在非常低的温度下会发生一些正常寒冷时不会发生的事情。
如果你遇到了我上面描述的任何寒冷天气的通风问题，第一步是找出问题出在哪里。是技术的问题吗?设计吗?安装?了解一些建筑科学可以帮助你找到答案。
我希望整个房屋的通风系统最终能得到应有的重视。缩写HVAC似乎赋予了暖通空调同等的权重，但目前的现实并非如此。但现在，我很想听听你寒冷天气通风的故事和问题。我错过了什么问题?你找到了什么解决方案?
实际上，我不需要给出温度的单位。不是因为你已经知道了，而是因为在常用的两种温标中，-40°F等于-40°C。即使是坚持开尔文的科学狂人也知道不可能达到-40°K因为热力学第三定律．兰金标度也是一样的，它与华氏温度的关系就像开尔文与摄氏度的关系你不需要费劲建立任何神经联系。因此，从来没有必要给出温度-40°的单位。
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Allison贝尔斯是乔治亚州迪凯特的一名演讲者、作家、建筑科学顾问，也是《能源先锋博客．你可以在推特上关注他@EnergyVanguard．
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10评论
HRV寒冷天气除霜问题及解决方案
我有一个HRV，关闭输入风扇，以便解冻。
这几年来一直困扰着我，因为当这种情况发生时，房子就会减压，我们就会从其他地方吸入未经处理的冷空气。因为我们的家很紧凑，大部分的水都是通过我们机械室里的一个小重力阻尼器进来的。然而，如果我碰巧在同样的融霜周期中打开我们的砖石加热器(壁炉)的门，满是烟雾或灰烬。
最后这段可笑的寒流促使我采取了行动。
我注意到HRV的新风输入风管上的绝缘经常因凝结而浸水。绝缘材料不够严密，无法阻挡湿气。我考虑过用一个新的管道和管道加热器替换那部分管道系统。这样我就可以稍微预热新鲜空气，防止凝结。它还可以让我减少HRV解冻的次数。不幸的是，我从来没有找到合适的管道加热器，因为我的管道工作部分不够长，以防止湍流之前或之后;任何加热器的元件都可能有不均匀的气流流过而烧坏。
那天我灵光一现，拆掉了绝缘材料，用电热电缆把新风管道包裹起来。到目前为止，这实际上运行得相当好。少量的热量可以防止湿气在管道表面凝结。由于这个风管现在暴露在机械室的温暖空气中，HRV的输入空气温度现在也略有回火/更高，因此机组进入除霜的频率减少了。
下面的图片是HRV输入管道与绝缘，图像显示冰(!)下的绝缘，和管道与电加热器电缆包裹它。
如果你仔细看右上方的一个图像，你会发现我的小新鲜空气重力阻尼器是打开的，压力计读数为零。我拍这张照片的时候HRV已经解冻了。
安装后HRV输入(OA)和输出(MA)温度的Pix也附在附件中。
艾莉森,
是从-40°吗
艾莉森,
那是从北方来的-40°，还是从船头来的?：）
安德鲁,
我也面临着同样的情况。最后我买了一个新的符合能源之星标准的HRV，它进入了再循环模式，将调节过的空气从核心移动到室内去除霜。现在我要看看我的HRV的性能曲线，看看“合适的”速度应该是多少。
结霜机理
我对霜冻形成机制的理解与艾利森描述的有所不同。我的理解是，当流出的空气的温度下降到低于露点，也低于冰点时，就会出现这个问题。结果，从出口的空气中的水分冻结在出口通道的墙壁上。艾利森的解释不能解释HRV中的霜冻，但正如上面两个评论所表明的，HRV也很容易受到影响。根据我对其机理的理解，erv比hrv更不容易结霜，因为流出的空气将水分转移到进来的空气时，露点会下降。
更新的erv没有除霜规定。我问Renewaire公司的销售代表，为什么他们不用解冻就能脱身。他的解释是，水分的转移是足够有效的，露点下降得足够快，出风的温度不会低于露点。
回复Andrew Bater
嗨,安德鲁,
由于绝缘柔性风管的制造商通常使用2mil聚作为蒸汽屏障，导致供应管道上的浸水绝缘问题是一个常见的问题。这是太脆弱的方式，以承受安装人员拉管道通过托梁湾等，我们最终有一个穿孔的蒸汽屏障，允许水分到达管道的冷表面，形成冷凝。
我希望听到一些关于如何在安装过程中最好地保护隔气层的建议。我建议用六百万聚乙烯包裹管道。也许你可以用一条旧牛仔裤的裤腿。我觉得一条70年代的喇叭裤最合适。你不能穿紧身牛仔裤。它们可能装不下6英寸的管道。
关于除霜循环，有燃木器具的房屋需要配备使用循环式除霜的HRV(或ERV)。
风管类型和绝缘/再循环除霜/ ERV与HRV
大卫，我附上的“以前”供应管道的图片可能是骗人的;我们没有用普通的弯曲导管。
所有进出HRV的管道都是刚性的。我知道这是不典型的，因为担心传播噪音。你可能会发现，我们将HRV隔离在架子上的振动垫上。
然而，关于给水管道系统水分进入的观点仍然是有效的。这种绝缘材料虽然被仔细地粘好并密封好了，但显然并不完美，还让水分进来了。在我去热胶带方法之前，我确实简单地看了一下，我是否能找到6英寸尺寸范围内的双壁绝缘刚性管道。它确实存在，但并不常见。
还同意在使用燃木器具的任何家庭中需要采用循环式除霜方式。在购买HRV时，我没有任何线索;除霜方法似乎没有使规格表的要点。
我们在施工时讨论的通风问题是我们应该做ERV还是HRV。那时的指导方针似乎是:ERVs热气候，HRVs冷气候。我想我们现在都更聪明了。坦白地说，我们选择的HRV在头一两年可能还可以，因为我们慢慢地摆脱了所有建筑材料的水分。现在，虽然有一个ERV会很好，因为我认为它可以防止房子变干。
问Andrew的问题
你说:还同意在使用燃木器具的任何家庭需要一种循环式除霜。只是好奇为什么?空气过滤?
循环除霜与“简单”除霜
乔恩，我家里的HRV与艾莉森文章顶部的图片中显示的HRV非常相似(如果不是准确的模型)。当温度低于冰点时，极冷的室外空气与正在耗尽的温暖潮湿的室内空气相互作用，就会在核心上形成霜。以下是对如何纠正这种情况的准确描述:
“ERV和HRV装置配备了自动除霜功能，以消除堆芯上的任何冰。
•当新风供应温度下降到23°F(-5°C)或更低时，每小时启动一次自动除霜。
•除霜循环通过关闭供应风扇同时继续运行排气风扇来运行。
•排风机转速根据室外温度按比例调节，初始运行速度较低。
•随着室外温度持续下降，排风机转速将增加，当室外温度为-4°F(-20°C)或更低时，排风机将以最大转速运行。
•VNT5150系列HRV/ERV除霜循环运行4分钟，电源风扇关闭，然后连续正常运行40分钟。
•只要温度低于23°F(-5°C)，除霜循环就会继续重复。”
我们家的气密性上次测量时小于0.9 ACH50。这是评分员测量到的最紧的房子。现在可能比现在更紧了，因为我们让Marvin的代表在这里调整窗户封条，找到了更多的地方喷洒泡沫等。当HRV进入解冻模式时，我们的家基本上会变得减压。HRV排出的空气没有孔或开口。这就像是在进行一个小型鼓风机门测试。
在上述减压过程中，“弥补”空气必须来自某个地方。我在家里的第一个冬天真的让我很惊讶;如果我打开我的砖石加热器的门去戳火，我就会得到一股烟雾。随后，我在我们的机械室安装了一个小减压阻尼器，以减少这个问题。我也更擅长生火了，这些天不用戳它们了!
循环除霜HRV或ERV不会引起这种减压问题，因为尽管它仍然使用温暖的内部空气来除霜线圈，但通过一些阻尼器机制，它将空气循环完全保持在建筑围护结构内。
顺便说一句，你是对的，我有一个“简单”风格的除霜单元的过滤问题。在除霜降压过程中吸入室内的室外空气要么通过建筑围护结构的裂缝进入，要么通过我的小减压器进入。不管怎样，空气都没有经过过滤。好消息是，通常情况下，冬季室外的泥土水平似乎较低，特别是如果地面被雪覆盖。
我最近将我的旧80%的炉子升级为96%的燃气2级炉，两个pvc直接通风口通过边缘梁通往外面的进气和排气。我是寒冷的气候区6a，我很难理解为什么两个3英寸的通风口没有我意识到的阻尼器(除非炉子本身有一个阻尼器?)不是让空气流通过度吗?我发誓当系统不运行时，我能感觉到房间里的温差。我试着调查了一下，似乎这些通风口没有阻尼器是正确的?这样对吗?
蒂雅,
PVC进气和排气为您的熔炉是一个封闭的系统。它们不会与室内空气混合。
由于进气口和排气口彼此靠近，当炉子关闭时，也没有任何气流通过管道(潜在的传导损失问题)。
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