我家需要做主動換氣嗎?漫談全熱交換系統或進排氣VAF的優缺點

(2016年初版、2022年更新)

姥姥在談通風時,很多讀者留言問:

  1. 有好多灰塵怎麼辦?就住在工業區內,空氣品質很糟,要關窗吧?
  2. 開冷氣時會關窗
  3. 家住大馬路旁,戶外很吵,該怎麼辦?
  4. 當霧霾PM2.5量很高時,該怎麼辦呢?(姥姥自己加的^^)

嗯嗯,通風的前提是外在環境的空氣品質是不錯的,當空氣品質不好時,自然不能窗戶大開,把髒空氣引進家裡。或者是當戶外濕度很高的時候,也建議關窗。

但緊閉窗戶後,室內CO2值會升高,CO2的數值要在1000ppm以下,因此得靠設備解決,我們叫「主動式通風」,也就是安裝換氣設備,包括進排氣機或全熱交換器。那我們來看,如何評估家裡需不需要裝主動通風設備。

先做個小目錄

如何判斷要不要主動式換氣系統,這一頁

全熱交換機是什麼?

新風系統VAF正壓負壓機

先確認CO2是否有超標

先有個概念,我們主要是對付CO2這傢伙,目標是降低CO2,而不用侷限在開窗關窗或有沒有設備。所以第一步是:先確認CO2有沒有超過1000ppm.

因為有的家裡氣密窗根本沒有氣密功能(是的,叫小黑的不一定是黑狗),若只是氣密等級8的窗戶,或有較大的門縫,空間密閉性沒那麼好,又或者家裡人少坪數大,1人平均就分到10平方米以上,那即使關窗吹冷氣,也不見得CO2會超標。

怎麼知道有沒有超標?最佳方式就是用CO2偵測儀測啊,可以自己買一台,或若您剛好有參加小院的全室統籌專案,也可以跟我們借。

若戶外空氣品質還不錯,可開窗縫

接下來,若確定CO2超標,也要看超出多少。若8小時平均數是在1500ppm以下,還好的,就開個窗縫就能解決CO2,窗縫的開法,可看這篇這篇。根據我們幾年來的觀測,只要開個10公分寬的縫,都能有效降低CO2的濃度。

主動式換氣

不過以下的情形就可以考慮要採用主動式換氣系統了。

  1. 開窗縫後,CO2還是超標。這通常會發生在小坪數多人用的空間,之前的案例是,2坪左右的房間,但1家4口會同時在裡頭寫作業。另一個是2坪左右的會議室,有6人在熱烈討論。
  2. 戶外很吵,開窗縫會受不了。
  3. 戶外空氣很髒,開窗縫會聞到臭味。之前的案例是在大馬路旁,聞到汽機車廢氣,或隔壁是餐廳,有油煙味,或附近有工廠,有揮發性化合物。
  4. 戶外有花粉或過敏源,開窗縫後,家人有過敏流鼻涕的症狀。
  5. 戶外霧霾嚴重。不過這個也先確認一下是否室內仍有超標,PM2.5要超過35U;根據設計師孫銘德提供的經驗,在北部的房子關窗後,即使有留縫,絕大多數室內也不會超標。但量測點要避免廚房或煮飯時,料理會讓PM2.5數值超標。

另外若一年戶外霧霾超標只有幾天,就是那幾天關窗吧,只有幾天CO2超標,您的身體一定扛得住的,Don't worry,  關窗後靠室內空氣清靜機即可,為此花10萬做換氣系統,不如買台1萬元的空氣清靜機。


那再接下來,就是評估要哪種主動式換氣系統。下一頁來介紹什麼是全熱交換系統,以及進排氣系統(大陸稱為新風系統)。

全熱交換的優點

預算足夠,或是追求品質最後一哩路的人,可以選全熱交換機。因為全熱系統能讓室外空氣進入室內時,在溫度與濕度方面與室內空氣做「熱能源交換」。在夏天,進入室內的空氣會比室外低,較涼爽;冬天則相反。濕度也是,若室外較高,則進入室內會降低濕度。

全熱交換系統,室內外在溫濕度上做交換,經由進氣帶到各區新鮮空氣,回風管則回收廢氣排出。圖片來源:eco-ventilation

但主要優點,是全熱可節省冷氣調節新風的用電量,不過整體用電是會增加的。目前台灣常見機種的交換率都只在6成多(不是很高,國外有8成以上的產品),且台灣的冬天溫差較小,熱交換效益沒有像有下雪的國家那麼大。

夏季開冷氣溫差就較大,冷氣開26度C,外氣35度的話,進屋約29度。除濕部分就效果有限,80%外氣進到屋內還是有70幾%,並不是真的可不用除濕機。

要注意的是,若室內沒開冷氣的話,就差異不大,外氣35度室內約32度,全熱進氣約33度。濕度更是沒效果,因為室內外的絕對濕度都差不多時,全熱是沒辦法做熱交換的。

所以裝全熱交換系統,就是要在室內是長時間開冷暖氣+要控制CO2在1000PPM以下,如此室內外有較大溫差時,才有效益。

全熱的缺點

小院有個統籌設計專案,很多會員不清楚統籌與設計的差異。這剛好是很好的例子,現下看到的內容,就是統籌設計的分析報告:安裝全熱機的優缺點。因為有位會員很想安裝全熱,但我們勸他:如果家裡CO2沒有超標時,是不需要安裝,不然只是白花錢而已。

全熱系統在安裝後,常見的後悔情形有哪些呢?或者說常見的迷思有哪些呢?我們條列於下

一,全熱安裝後,會比較省電?沒有喔,反而是用電量會提高。

裝全熱沒有比較省電喔,因為送進的新鮮空氣,會增加空調的負荷用電量,造成冷氣電費增加。再加上全熱機本身的用電量,所以整體用電量是會增加的。

那為何很多人都說裝全熱會比較省電?這是相對於「直接開窗縫換氣來降低CO2」的方式。外氣直接進屋,冷氣就得花費更多的力氣去降溫,因此裝全熱可省下的是這部分的用電。

二,不開冷暖氣時,全熱也能降溫除濕?也沒有喔,室內外溫度沒差時,全熱就沒什麼作用。

很多人看了全熱的廣告,誤以為只要經過全熱交換機,室內就能「不悶」,熱得半死的外氣會降溫,濕得半死的空氣也會除濕,但實際上全熱機「須在室內外有温差」的情形下,才有熱交換。

首先我們來定義什麼叫悶,若是指有新鮮空氣進來,CO2不超標,OK,沒錯,是可以的;但是一般正常人的悶,也包括溫度與濕度,高溫高濕都是會覺得悶的。

當我們沒有開空調只開全熱時,引進的就是直接的外氣。像2022年的11月,室外竟然是30度(這是披著秋天外衣的夏天嗎),室內外只差1到2度,那全熱就沒什麼作用,經過全熱進屋後的空氣在29度左右,大約降個半度到1度而已,所以室內仍會覺得又悶又熱喔!

三,買機器就好了?沒有喔,還要花錢配管。

全熱安裝施作的費用也較高,除了機體本身價格,安裝配管也需要一筆費用。且配管也是門學問,配置不當,這10幾萬元就白花了。

四,日後好維護,只要換濾網?也沒有喔,除了濾網,日子久一點可能還有風管。

除了3個月到6個月要清理初效或高效等等濾網之外,風管內部數年後也可能會髒,清風管也是一筆費用。而軟風管(尼龍型或內部浪管型)比硬風管容易積塵。

因此在30坪左右的居家場,若想減少風管配置的誤差與方便維護,或許也可考慮壁掛式全熱交換機,或者不用風管的吊隱式全熱機,只是要選熱交換率較高的產品。

不過我並不是指吊隱式的就全無優點,不是的,請不要誤會。之所以沒建議選吊隱式的原因,是配管要花的費用較高,且還會減風量,所以若不用拉長長配管的話,也可用吊隱式全熱系統+內循環扇(好提高空氣MIX的比率)。

但商業空間人多或大坪數就還是拉管吧,整體預算高低也不是重點,花了錢總是要有用吧,大坪數空間光靠內循環扇效能不太好,所以還是用配管把新鮮空氣送到需要的房間內,才是正道。

要裝全熱交換系統前,可先測一下開冷氣時,CO2是否會超標。姥姥攝
做全熱要小心風量

若預算不足,就不要做全熱,不是全熱不好,而是錢不到位,空調廠商多只用減少風量等級的方法,像該用250風量的改用150,不然就是把配管用尼龍塑膠管+隨意彎折,或者減少回風口設置,房間內沒有設回風口,結果風損太大或風量不夠或回風不足,花了10幾萬裝全熱,最後CO2還超標的個案也偶爾有。與其如此,還不如不要裝。

另外在商空設計,若有要求換氣ACH在3次以上的,也不用裝,空間已不算有密閉性,全熱的CP值很低。

那不裝全熱裝什麼呢?就是單純進排氣系統(也有人稱為VAF系統,但國外多稱Ventilation System ),看下一頁

進排氣系統

那不裝全熱裝什麼呢?就是單純進氣+排氣系統,主動式通風。

什麼是進排氣換氣系統,就是利用進氣機(正壓)或排氣機(負壓)或兩者一起來,讓空間達成換氣。一般利用機器設備達成空間換氣,就叫主動式通風,利用自然熱對流等原理者,就是自然通風,也稱被動式通風。

主動式通風這一派的神器名稱較多,例如:新風雙流換氣機(有的也有全熱交換功能),吊隱式清靜進氣機,也有廠商稱此為VAF(Air Flow)系統,學界或歐美廠商則多稱為主動式通風 Actively Ventilation System 。所以全熱交換機也屬主動式通風設備的一種。

大家最熟悉的浴室抽風扇,也屬於這種換氣系統,當然叫抽風機或換氣扇就LOW了,所以要叫其為「負壓單向流排氣系統風管機」,是不是就高檔多了,但本質就是你家浴室天花板內的換氣扇。

運作原理

進排氣機的換氣原理,就是利用進氣與排氣的風量差,讓空間成為正壓,負壓或平壓(也稱零壓)狀態,不僅可降低CO2,還有其他好處,這個另一篇再來細講。

進排氣系統,客廳為進氣處,在浴室廚房或房間排氣;基本上進排氣位置會依個案環境決定,不一定跟此圖一樣。圖片來源:panasonic
沒有熱交換

正壓負壓機與全熱交換機最大的不同,就是「沒有熱交換」,單純換氣,家裡一樣能降低CO2,只是進來的外氣溫度就維持外氣溫度,濕度也沒有改變(但夏季高濕度進入室內後一般會少10個百分點),沒有像全熱能幫空調省電,但這就跟開窗縫是同樣的狀態,姥姥個人覺得也沒不好。

另個不同點,是進排氣系統多不用配置風管,有的機型是完全可不用配管,有的機型則還是有些必要的風管要裝,但長度很短,就是從戶外進排氣到機器,或機器出風口到天花板風口,是配短風管。

但能不能選擇不配風管,會依空間大小與居住人數而定,也不是每家每個空間都適合不拉風管的喔!

缺點
  • 會增加冷氣耗能。的確是會增加,而且比全熱機增加的多。所以若一年內長時間會開空調或開24小時接力開空調的,都建議裝全熱,才「相對省電」。

若因全熱的費用實在太高,還是得用進排氣系統的,就要注意ACH。若ACH次數較高,空調會變成幾乎全程運轉,因此使用此種配置時,ACH與空間大小、機器風量的選擇都不是「別人家可以你家也可以的喔」,也絕不是風量越大越好喔,不然你收到電費單時,會直接想把進氣機給拖出去斬了。

不過雖然是增加耗電,但與開窗縫相比,是差不多的。我來算一下給大家看:

開窗縫,通常是半腰窗90公分高開10公分寬,風速多在0.5~1.0m/s,風量就是

0.9x0.1x(0.5~1.0)x60x60=160~320CMH,若選進氣扇的CMH風量在250~350左右的,與開窗縫是差不多的。

  • 換氣效果不佳。這也是會發生的,因為風口數會受限,有的大坪數空間以及部分格局是不適合做純換氣系統,因為混合率較差,某些區域的CO2值不一定能降得下來。
  • 出風口噪音較大。30坪居家,全熱機在350cmh就已很夠用了;但裝進排氣系統,因機器便宜許多,隨便都能從350cmh起跳,500,600cmh的也可以,這時若採用圓管風管,4寸管出風口只設1個時,風切聲會很大,有需要時須再多分個風口或裝風箱。
優點
  • 最大優點就是便宜啊,施工費比安裝全熱系統可少一半,甚至2~3千元就能做起來。不過也仍有廠商的施工費加機器後,費用跟全熱系統差不多的。

一般進排氣系統沒什麼風管要裝,所以機器費用對整體工程費影響較大。有配置初效中效高效過濾濾網的機型,價格在8千到上萬;若再加紫外線殺菌者,就會到2萬多元。那什麼都沒有配的抽風扇,一台就2千多就能買到。

會建議進排氣機都選有配置過濾濾網(進氣機機種比較可看這篇,這篇不太能公開講的會放在此篇),空氣品質又比純開窗來得好許多,很適合有過敏的,或居家附近因油煙或污染而不得不關窗的人。

早幾年,進氣機加濾網的機種較少,那時還需要外加前置過濾箱,小院IT工程師就自己DIY了進氣扇+前置箱,現在含濾網的機種多了,價格也不會太貴,是可以直接買過濾功能的進氣機(也有品牌稱為吊隱式清靜進氣機)。

進氣機分為管道扇與四方窗型,管道扇需牆上或窗上洗洞,安裝費1台3000~5000+洗洞1500,有的會加必要的風管,但較短,所以費用比全熱的配管低,不過坊間也有的廠商安裝費跟全熱差不多的就是了。

CP值超高的選擇

若預算還是不夠的,或者居家外環境空氣品質良好,沒有過敏的,又或者像姥姥一樣,家裡窮到沒冷氣,需要安裝特大換氣量來帶走夏季的熱,可以安裝沒有過濾濾網的四方窗型進氣扇就好,非常便宜,CMH600以上只要一兩千元,可自己安裝在窗上,想請師傅安裝也行,一台500~1000吧,社區水電師傅就能幫忙。

 

通風效果良好,只是有的品牌會太吵,要選靜音款。缺點就是太醜,ABS塑膠很沒質感,我買回家第一件事,就是拆了外殻不用,內部風扇無法拆,只好認命,總覺得噴成黑色或白色較好看,我也還在找好看的產品(國外有,找到再買回來做實驗)。

另個缺點是後方有附格柵可阻擋外部風壓,卻沒有附紗網,雖然通風量較高,但沒有開機時,會有蚊子或蟲子飛進來,我家也曾有蜜蜂飛進來過(真的很有毅力,飛上20幾層樓高),後來又一次飛進大黃蜂後,我就自己DIY弄了個紗網來,這故事一樣未來再細講。

OK,大致如此,希望這篇有幫到大家釐清通風系統的選擇。換氣系統有較難的部分是如何做風量配置,這個下次再聊,

 

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