建筑科技的迅猛發展,給人們帶來舒適室內生活和工作環境的同時,也在建筑能耗以及室內空氣品質方面帶來一系列嚴重的負面影響。首先在中國,僅住宅和商用建筑的運行能耗即可相當于中國水泥和鋼鐵行業的總和,而這其中采暖空調能耗占到約50%~65%;其次,人們有80%以上時間在室內度過,室內空氣品質對人體的健康和經濟有著不可忽視的影響。尤其2003年嚴重急性呼吸綜合癥(SARS)和2009年甲型流感(H1N1)的爆發,以及越來越多的“病態建筑綜合癥”,讓人們意識到室內空氣品質的重要性。
膜式空氣能量交換器可向室內送新風,再從另一側由專用設備向室外排出,在室內形成“新風流動場”,滿足室內新風換氣需求;其核心部件——全熱交換膜的傳熱性能和透濕性能,可對新風和排風進行能量交換,回收排風中的能量(顯熱和潛熱,即稱為“全熱”)最高可達40%以上;全熱交換膜的氣體阻隔性能,又可有效排除室內二氧化碳、甲醛、致病菌等有害氣體和物質,凈化室內空氣。
圖1 膜式空氣能量交換器工作原理圖
目前高端的全熱交換膜技術為美國和日本等國外的幾家公司壟斷,我國熱交換機芯使用的全熱交換膜普遍存在透濕性能不佳、對二氧化碳和甲醛等有害氣體無有效阻隔性能等一系列問題。高分子事業部薛立新研究員領導的功能膜團隊針對上述問題,研究不同材料全熱交換膜對傳熱透濕(傳質)性能及對有害氣體阻隔性能的影響,形成兩個系列的功能添加劑:Z系列功能添加劑(可在保證透濕性能前提下,有效降低CO2等有害氣體透過率);W系列功能添加劑(可同時增大全熱交換膜的透濕量和透濕速率)。在次基礎上成功開發出一系列高效低成本全熱交換膜。自行研制全熱交換膜NIMTE系列的水蒸氣透過率均可達到2600~3000 g/m2/day以上,遠高于國內外相關產品;二氧化碳透過率則僅為國外先進產品約1/6~1/7,詳細數據如表1所示;水蒸氣透過速率亦高于國內外商業膜,如圖2所示。目前,本課題組研制的全熱交換膜,已進入連續化生產中試放大階段。
表1 國內外全熱交換膜性能比較


圖2 國內外全熱交換膜水蒸氣透過速率
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