全熱交換機

全熱交換機(energy recovery ventilation,ERV)是住宅和商業空調系統中的能量復原過程，經由處理（預處理）進入的室外通風空氣，交換建築物或空調空間排出的空氣中包含的能量，所使用的特定設備可稱為全熱交換機, 「全熱」一詞出自熱焓(enthalpy)的日文漢字譯詞。在較溫暖的季節，全熱交換機系統進行預冷和除濕；在較冷的季節，系統會加濕和預熱^[1]。ERV系統可幫助空調系統設計滿足通風和能源標準（例如美國採暖、製冷與空調工程師學會，簡稱ASHRAE。可改善室內空氣質素並降低空調系統設備的總容量，從而降低耗能。）基本上在所有條件下，全熱交換機系統使空調系統能夠保持40-50%的室內相對濕度，必須使用鼓風機的動力來克服系統中的壓力下降，因此會產生輕微的能源需求^[1]。

重要性

全球近一半的能源用於建築^[2] ，有一半的加熱與冷卻成本是由通風引起。第二，發電和電網是為了滿足用電高峰的需求，使用適當的全熱交換機是一種具成本效益、可持續且快速的方法，能降低全球能源消耗、改善室內空氣質素並保護建築物和環境。

轉移方式

全熱交換機是一種空氣對空氣的熱交換器，可傳遞顯熱(sensible heat)和潛熱(latent heat)。由於溫度和濕度都會轉移，因此全熱交換機被描述為總焓(enthalpic)裝置。相比之下，熱回收通風機 (heat recovery ventilation,HRV)只能傳遞顯熱。換句話說，所有全熱交換機都是熱回收通風機，但並非所有熱回收通風機都是全熱交換機，將熱回收通風機和全熱交換機互換是不正確的^[3] 。在夏季運行時，全熱交換機系統對進入的外部空氣進行冷卻和除濕，排氣流冷卻冷凝器盤管使通風空氣降溫，系統將熱量送入排氣流中。在冬季時則反向運作，系統不將熱量送入排氣流中，而是從排氣流中吸取熱量以預熱進入的通風空氣。在這個階段，空氣通過一個主要單元，然後進入被調節的空間。這類型的系統在夏季的排出空氣比通風空氣溫度低是正常的，在冬季則比通風空氣溫度高，如此系統才有效果並且有效率地運作。性能系數（coefficient of performance,COP）將隨着條件變得更加極端（冷卻更多的熱和濕氣，加熱更低的溫度）^[4]

效能

ERV效能是透過計算兩個氣流之間傳輸的能量與通過熱交換器傳輸的總能量的比值^[5]^[6]。市場上相關商品琳瑯滿目，效能也大相逕庭。其中一些系統的熱交換效率可以高達70-80%，而某些系統的熱交換效率則甚至只有50%。儘管這個這樣的數據已經比基本的HVAC系統更優秀，但它效率之低，實在不能與其他同類型系統相提並論。目前正在進行研究嘗試將熱能傳遞效率提高到90%。^[5] 使用現代「低成本、燃氣型態」的熱交換技術將效率大大提高。高導電性多孔材料的使用被認為可以產生超過90%的交換效率。通過超過90%的高效率，可能有多達五個能源損失的因素可以被改善^[5]。家庭通風研究所（HVI）已為美國境內製造的所有設備開發了相對應的標準檢測，但當然，很難涵蓋所有產品。最重要的是必須比較製造商提供的數據跟 HVI 檢測的數據差異。(附帶說明：加拿大的產品則是由R-2000標準來規範，跟HVI類似)^[6]

全熱交換機裝置類型

全熱交換機裝置	傳遞型態
焓輪熱交換機	全熱及顯熱
固定板式熱交換機	全熱**及顯熱
熱管熱交換機	顯熱
循環迴路	顯熱
熱虹吸	顯熱
雙塔^[7]	顯熱

**全熱交換僅適用於吸濕裝置和冷凝水回收裝置

焓輪

旋轉輪換熱器是一個旋轉圓柱體，充滿適合空氣滲透的材料。通常是由聚合物、鋁或合成纖維構成，提供合理透氣所需的大表面積。(焓是熱量的測量標準。當焓輪在氣流供應端和排氣端間旋轉時，它會吸收熱能並釋放到較冷的氣流中。熱交換背後的驅動力是氣流之間的溫度差異(熱梯度)。我們必須通過乾燥劑的使用來完成熱的傳遞與交換。乾燥劑通過吸附的方式來傳遞水分，而吸附的力量主要是由相對氣流中蒸汽的部分壓力差所提供。典型的乾燥劑由二氧化矽凝膠和分子篩組成。焓輪是轉移潛藏和外顯熱能的最佳設備。轉子的構成材料（最常見的聚合物、鋁或玻璃纖維）決定了設備的耐久性。使用旋轉式能量復原裝置時，兩個氣流必須相鄰以利進行能量傳輸。此外，在較冷的氣候下應該要考慮增加一些花費在防寒抗凍上，以避免轉子結冰。系統可以通過間歇調節轉子的速度、預熱空氣或週期性停止/晃動系統來避免結冰。

板式熱交換機

固定板式熱交換機沒有活動零件，由分隔和密封的交替層板所組成，典型的流動是橫流式，且由於大多數板是實心及不可滲透，其結果是只能進行顯熱傳遞。

透過顯熱或全熱交換芯體來調節進入的新鮮空氣，在這情形下，芯體是由鋁或塑膠板製成，濕度水準是透過水蒸氣傳遞來調節，並結合裝有乾燥劑或可滲透板的轉輪來完成。^[8]

2006年，由Paul即一家專門負責被動式房屋通風系統的公司，推出焓板，一種用透濕材料製成的錯流、逆流、空氣對空氣熱交換機。此外，聚合物固定板逆流全熱交換機，則是在1998年，由建築性能設備公司(building performance equipment (BPE))推出，該公司是住宅、商業和工業空氣對空氣全熱交換機製造商。這些熱交換機不僅可引入改進為提高節能及新鮮空氣，也可作為新建築的替代品。在新建築情形，全熱交換機將有效降低系統所需的加熱/冷卻能力，至於節能總量的百分比將取決於裝置的效率（高達90%顯熱）和建築物的緯度。

而由於固定板式熱交換機需使用多個部分，通常與高壓降及佔地面積較大有關聯。又由於無法提供大量的潛能傳遞，這些系統在較冷的氣候條件下也有很高的機會結霜。

此外，芬蘭回收能源公司(Recycling Energy Int. Corp.^[9])的專利技術，是以蓄熱式板式熱交換機為基礎，利用空氣濕度透過循環冷凝和蒸發(例如潛熱)，使得不僅有高年熱效率，且為自淨化方式無微生物板。因此，該裝置稱為熱焓交換機(enthalpy recovery ventilator)，而不是全熱交換機(heat or energy recovery ventilator)。公司所獲得專利的LatentHeatPump，就是以熱焓交換機為基礎，其性能系數(COP)在夏季為33，冬季為15。

參考資料

^ ^1.0 ^1.1 Dieckmann, John. "Improving Humidity Control with Energy Recovery Ventilation." ASHRAE Journal. 50, no. 8, (2008)
^ 存档副本. [2021-11-21]. （原始內容存檔於2015-04-14）.
^ The Healthy House Institute. Staff. "ERV". Understanding Ventilation: How to Design, Select, and Install Residential Ventilation Systems. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） June 4, 2009. December 9, 2009.
^ Braun, James E, Kevin B Mercer. "Symposium Papers - OR-05-11 - Energy Recovery Ventilation: Energy, Humidity, and Economic Implications - Evaluation of a Ventilation Heat Pump for Small Commercial Buildings." ASHRAE Transactions. 111, no. 1, (2005)
^ ^5.0 ^5.1 ^5.2 Pulsifer, J. E., A. R. Raffray, and M. S. Tillack. "Improved Performance of Energy Recovery Ventilators Using Advanced Porous Heat Transfer Media." UCSD-ENG-089. December 2001.
^ ^6.0 ^6.1 Christensen, Bill. 「Sustainable Building Sourcebook.」 City of Austin’s Green Building Program. Guidelines 3.0. 1994. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
^ Chapter 44: Air-Air Energy Recovery (PDF). ASHRAE Systems and Equipment Handbook. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). July 2000: 44.17. ISBN 978-1883413804.
^ Huelman, Pat, Wanda Olson. Common Questions about Heating and Energy Recovery Ventilators 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2010-12-30. University of Minnesota Extension. 1999. 2010.
^ Recycling Energy. [2022-04-04]. （原始內容存檔於2021-11-21）.

外部連結

Delta's PM2.5 Energy Recovery Ventilator (ERV) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
http://www.engineeringtoolbox.com/heat-recovery-efficiency-d_201.html （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
Designing Dedicated Outdoor Air Systems （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Stanley A. Mumma
http://www.lowkwh.com （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） - energy recovery methods and publications
http://www.UltimateAir.com （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
Energy and Heat Recovery Ventilators (ERV/HRV)
Heat Recovery Ventilation TANGRA （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

[Dieckmann1-1] 1.0 ^1.1 Dieckmann, John. "Improving Humidity Control with Energy Recovery Ventilation." ASHRAE Journal. 50, no. 8, (2008)

[2] 存档副本. [2021-11-21]. （原始內容存檔於2015-04-14）.

[3] The Healthy House Institute. Staff. "ERV". Understanding Ventilation: How to Design, Select, and Install Residential Ventilation Systems. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） June 4, 2009. December 9, 2009.

[4] Braun, James E, Kevin B Mercer. "Symposium Papers - OR-05-11 - Energy Recovery Ventilation: Energy, Humidity, and Economic Implications - Evaluation of a Ventilation Heat Pump for Small Commercial Buildings." ASHRAE Transactions. 111, no. 1, (2005)

[Pulsifer1-5] 5.0 ^5.1 ^5.2 Pulsifer, J. E., A. R. Raffray, and M. S. Tillack. "Improved Performance of Energy Recovery Ventilators Using Advanced Porous Heat Transfer Media." UCSD-ENG-089. December 2001.

[christiansenbook-6] 6.0 ^6.1 Christensen, Bill. 「Sustainable Building Sourcebook.」 City of Austin’s Green Building Program. Guidelines 3.0. 1994. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

[7] Chapter 44: Air-Air Energy Recovery (PDF). ASHRAE Systems and Equipment Handbook. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). July 2000: 44.17. ISBN 978-1883413804.

[8] Huelman, Pat, Wanda Olson. Common Questions about Heating and Energy Recovery Ventilators 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2010-12-30. University of Minnesota Extension. 1999. 2010.

[9] Recycling Energy. [2022-04-04]. （原始內容存檔於2021-11-21）.

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閱論編暖通空調
概念	換氣次數烘乾建築外殼對流稀釋家庭能源消耗（英語：Domestic energy consumption）焓流體動力學壓縮機熱泵及冷凍循環熱傳播濕度滲透（英語：Infiltration (HVAC)）潛熱噪音控制（英語：Noise control）釋氣懸浮粒子測濕學顯熱煙囪效應熱舒適性熱脫層化作用（英語：Thermal destratification）熱質量（英語：Thermal mass）熱力學水蒸氣壓
技術	吸收式製冷氣密層（英語：Air barrier）空氣調節防凍劑汽車空調自主性建築（英語：Autonomous building）建築保溫材料（英語：Building insulation materials）中央供暖系統中央太陽能供熱（英語：Central solar heating）冷樑（英語：Chilled beam）冷卻水（英語：Chilled water）定風量系統（英語：Constant air volume）冷卻劑獨立式外氣空調系統深層水源冷卻（英語：Deep water source cooling）需量控制外氣量（英語：Demand-controlled ventilation）置換通風（英語：Displacement ventilation）區域製冷（英語：District cooling）區域供暖電熱全熱交換機防火系統（英語：Firestop）強制供熱（英語：Forced-air）強制供熱氣體（英語：Forced-air gas）自然冷卻（英語：Free cooling）熱回收通風系統（英語：Heat recovery ventilation）熱混合（英語：Hybrid heat）循環加熱冷卻系統（英語：Hydronics）暖通空調冰蓄製冷空調系統（英語：Ice storage air conditioning）廚房通風（英語：Kitchen ventilation）混合式通風（英語：Mixed-mode ventilation）微型發電自然通風（英語：Natural ventilation）無動力冷卻被動式節能屋輻射加熱和冷卻系統（英語：Radiant heating and cooling system）輻射冷卻輻射加熱（英語：Radiant heating）氡氣降低系統（英語：Radon mitigation）製冷再生熱能（英語：Renewable heat）室內空調分配（英語：Room air distribution）太陽能空氣加熱（英語：Solar air heat）太陽能複合式系統（英語：Solar combisystem）太陽能空調太陽能加熱系統（英語：Solar heating）熱絕緣地板式送風空調系統地暖系統防潮膜（英語：Vapor barrier）蒸氣壓縮製冷變風量系統（英語：Variable air volume）可變冷媒流量（英語：Variable refrigerant flow）通風
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測量與控制	氣流計（英語：Air flow meter）水溫調節器（英語：Aquastat）建築自動化控制網絡通訊協定鼓風門（英語：Blower door）智能建築二氧化碳感應器（英語：Carbon dioxide sensor）清淨空氣輸出率控制閥（英語：Control valve）氣敏傳感器家庭能源監視器（英語：Home energy monitor）恆濕器（英語：Humidistat）暖通空調控制系統（英語：HVAC control system） LonWorks 最低效率值（英語：Minimum efficiency reporting value） OpenTherm（英語：OpenTherm）可編程通訊型溫控器（英語：Programmable communicating thermostat）可編程溫控器（英語：Programmable thermostat）空氣線圖常溫智能恆溫器自動調溫器散熱器恆溫閥（英語：Thermostatic radiator valve）
職業、行業與服務	建築聲學建築工程建築技師（英語：Architectural technologist）屋宇裝備工程建築信息模型深度節能改造（英語：Deep energy retrofit）風管洩漏測試（英語：Duct leakage testing）風管清潔（英語：Air Duct Cleaning）環境工程水力平衡（英語：Hydronic balancing）廚房排氣清潔（英語：Kitchen exhaust cleaning）機械工程機械、電氣和管道黴菌生長、評估及修復（英語：Mold growth, assessment, and remediation）製冷劑回收（英語：Refrigerant reclamation）測試、調整及平衡（英語：Testing, adjusting, balancing）
工業組織	美國空調承包商協會（英語：Air Conditioning Contractors of America）美國送風機協會（英語：Air Movement and Control Association）美國採暖、製冷與空調工程師學會美國材料和試驗協會英國建築研究所（英語：Building Research Establishment）英國建築服務研究與信息協會（英語：BSRIA）特許屋宇設備工程師學會（英語：Chartered Institution of Building Services Engineers）英國製冷學會（英語：Institute of Refrigeration）國際製冷學會領先能源與環境設計美國鈑金空調承包商協會（英語：Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association）統一機械規範（英語：Uniform Mechanical Code）美國綠色建築委員會
健康與安全性	室內空氣質素二手煙病態建築綜合症揮發性有機化合物
參見	美國採暖、製冷與空調工程師學會手冊（英語：ASHRAE Handbook）建築科學（英語：Building science）防火設計（英語：Fireproofing）暖通空調術語列表（英語：Glossary of HVAC terms） Template:自動化房屋（英語：Template:Home automation） Template:太陽能

重要性

轉移方式

效能

全熱交換機裝置類型

焓輪

板式熱交換機

參考資料

外部連結

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