ISO 5222-12023 热回收通风机和能量回收通风机季节性能因数的测试和计算方法第1部分热回收通风设备的敏感热回收季节性能因数标准立项发展报告

热回收通风机和能量回收通风机季节性能因数的测试和计算方法第1部分：热回收通风设备的敏感热回收季节性能因数标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:HeatRecoveryVentilatorsandEnergyRecoveryVentilators—TestingandCalculatingMethodsforSeasonalPerformanceFactor—Part1:SensibleHeatingRecoverySeasonalPerformanceFactorsofHeatRecoveryVentilators(HRV)摘要随着全球建筑节能要求的持续提升和“双碳”目标的深入推进，热回收通风设备作为建筑通风与节能的关键技术装备，其性能评价方法的科学性和统一性日益受到国际社会的高度关注。热回收通风机（HRV）通过回收排风中的热量对新风进行预热，是降低建筑供暖能耗、改善室内空气质量的重要技术手段。然而，传统的性能评价方法多基于额定工况下的瞬时效率，未能充分反映设备在实际运行条件下受气候特征、部分负荷率和结霜控制策略等因素影响的综合表现，导致设备选型不合理、实际节能效果与标称值偏差较大等问题。在此背景下，国际标准化组织（ISO）发布了ISO5222-1:2023标准，系统规定了热回收通风设备敏感热回收季节性能因数的测试与计算方法。本报告对该标准的立项背景、技术内容、核心方法、国际意义及推广应用前景进行系统阐述，并重点介绍标准主要起草单位的技术贡献，旨在为国内相关标准体系建设和技术发展提供参考和借鉴。关键词：季节性能因数；热回收通风机；能量回收通风机；测试方法；国际标准；建筑节能；通风设备性能评价Keywords:SeasonalPerformanceFactor;HeatRecoveryVentilator;EnergyRecoveryVentilator;TestingMethod;InternationalStandard;BuildingEnergyEfficiency;VentilationEquipmentPerformanceEvaluation一、引言1.1研究背景建筑能耗在全球终端能源消费中所占比重约为30%～40%，其中供暖、通风和空调系统的能耗又占据建筑总能耗的一半以上。在严寒和寒冷地区，冬季新风加热负荷是建筑供暖负荷的重要组成部分。传统做法中，新风直接由供暖系统加热后送入室内，这一过程消耗大量一次能源。热回收通风设备通过气-气热交换的方式，利用排风中携带的热量对新风进行预热，能够有效降低新风处理能耗，节能潜力可达20%～60%，因而在全球范围内得到广泛应用和推广。近年来，世界各国纷纷出台更加严格的建筑节能法规和标准。欧盟《建筑能效指令》（EPBD）要求新建建筑逐步迈向近零能耗建筑，美国ASHRAE90.1标准持续提升通风设备的能效门槛，中国《近零能耗建筑技术标准》（GB/T51350-2019）也将高效热回收新风系统列为关键技术措施。在此背景下，建立科学、统一、可比较的热回收通风设备性能评价体系，成为国际标准化领域的迫切需求。1.2现行评价方法的局限性长期以来，国际社会对热回收通风设备的性能评价主要依赖于额定工况下的显热效率或全热效率。这种评价方法存在以下显著局限：第一，偏离实际运行工况。设备的性能在额定工况下进行标定，但在实际使用中，室外气温在整个供暖季内持续变化，设备长期处于非额定工况下运行，其实际热回收效率与标称值往往存在较大偏差。第二，忽略气候差异。不同气候区的温度分布特征差异显著，以单一额定工况下的效率评价设备性能，无法反映设备在不同气候条件下的真实表现，不利于设备在特定地区的合理选型与优化。第三，未考虑结霜及除霜损失。在严寒地区，热回收设备换热芯体表面容易产生结霜，设备需要周期性切换运行模式进行除霜，这一过程不仅消耗额外能量，而且中断热回收过程。额定效率无法反映这一重要损失。第四，部分负荷性能缺失。实际运行中设备并非始终在额定风量下工作，风量调节和风机功耗变化对季节性能的影响需要在更长时间尺度上予以综合评价。因此，采用季节性能因数（SeasonalPerformanceFactor,SPF）来综合评价热回收通风设备在整个供暖季节内的实际运行能效，已成为国际学术界和工程界的共识性方向。1.3标准立项的必要性在此技术背景下，ISO/TC86（制冷与空气调节技术委员会）下属的SC6（空气调节与热泵分技术委员会）组织国际专家团队启动了ISO5222系列标准的编制工作。该系列标准旨在建立一套统一的、基于季节运行工况的热回收通风设备性能测试与计算方法体系，以替代或补充传统的额定工况效率评价方法，为设备性能标识、能效分级和工程设计选型提供更加科学的技术依据。二、标准概述2.1标准基本信息ISO5222-1:2023《热回收通风机和能量回收通风机季节性能因数的测试和计算方法第1部分：热回收通风设备的敏感热回收季节性能因数》由国际标准化组织（ISO）于2023年8月29日正式发布，标准国别为国际组织，使用语言为英语，分类号为通风机、风扇、空调器。该标准作为ISO5222系列标准的第1部分，重点聚焦于热回收通风设备（HRV）的敏感热回收季节性能因数的测试与计算方法。2.2标准适用范围该标准适用于具备显热回收功能的热回收通风设备，包括但不限于以下类型的设备：-双向流热回收新风机组；-带旁通功能的热回收通风设备；-采用转轮式、板式、板翅式或热管式等不同换热形式的热回收设备；-配套不同风机类型和风量调节方式的家用及商用热回收通风机。值得注意的是，该标准所定义的季节性能因数仅涵盖敏感热回收部分。对于同时具备潜热回收功能的能量回收通风机（ERV），其全热回收季节性能因数的测试和计算方法将在ISO5222系列标准的后续部分中予以规定。2.3标准主要内容结构ISO5222-1:2023标准的主要技术内容包括以下方面：1.规范性引用文件和术语定义；2.季节性能因数的定义和表达方式；3.测试装置的配置要求和精度要求；4.风量、温度、湿度及压差等参数的测试方法；5.不同室外温度区间下设备性能的测试规程；6.结霜及除霜工况的模拟与处理；7.季节性能因数的加权计算方法；8.测量不确定度的评定方法。三、核心技术内容分析3.1季节性能因数（SPF）的定义根据该标准，敏感热回收季节性能因数是一个综合衡量热回收通风设备在整个供暖季节内回收显热量的等效性能指标。其基本定义为：在规定的供暖季节运行条件下，设备回收的显热总量与设备总消耗能量（包括风机能耗和除霜附加能耗等）之比。数学表达上，该性能因数的计算基于不同室外温度区间内设备性能的加权求和，即对设备在各温度工况下的热回收量和功耗按该温度在季节中的出现时间进行加权。这一指标的核心优势在于其综合性——它不再以单一工况下的效率作为评价依据，而是将设备在从温和到严寒的全季节范围内的运行表现整合为一个单一数值，便于设备间的横向比较和能效分级。3.2标准中引入的技术方法与创新（一）分区间性能测试与加权计算。标准将供暖季节按室外温度划分若干区间（bin），在每个温度区间内测定设备的热回收效率和功率消耗，然后按该温度区间在季节中的发生小时数进行加权平均。这一方法借鉴了EN14825和AHRI1060等成熟标准中季节性能评价的温频法（binmethod）思想，但在热回收通风设备领域进行了针对性优化。（二）结霜工况的纳入。标准明确要求在某些低温工况下进行结霜/除霜循环试验，并测定除霜过程中的能量损失和功耗增量。这一规定填补了传统效率评价方法在严寒工况下的空白，使得SPF值能够真实反映设备在冬季低温地区的实际节能水平。（三）多工况综合测试方法。标准规定了多组室外温度条件下的测试规程，覆盖了从典型供暖起始温度到极端低温的广阔区间。同时，对不同室内外温差、不同风量档位组合下的性能测试提出了明确要求，确保测试结果具有充分的代表性。（四）测量不确定度评定。标准引入了测量不确定度的系统评定方法，要求测试报告中应包含关键测量参数的不确定度分析，提升了标准的科学性和可操作性，也为不同实验室间的比对试验提供了统计学基础。3.3标准的技术指标与试验方法标准中规定的核心试验参数包括：-室内侧干球温度和湿球温度的控制精度要求；-室外侧温度工况点的设置范围（典型覆盖-15℃～+15℃或更宽的温度区间）；-风量的测量方法（采用喷嘴法或毕托管法等）及其精度等级；-温度传感器的精度要求（通常不低于±0.2℃）；-设备电功率的测量精度要求（不低于±1%）；-换热芯体两侧空气侧压差的测定方法。在性能计算方面，标准的创新之处在于将热回收效率从单纯的温度比（temperatureratio）扩展为考虑风机温升修正后的焓差比，并要求在各个分区间的计算中统一采用相同的气流质量和能量平衡校核方法。3.4与相关国际标准的关系ISO5222-1:2023标准的制定充分参考和协调了以下国际和区域标准的已有技术成果：-EN13141-7（住宅通风设备性能测试方法），该标准侧重于单一工况下的热回收效率测试；-AHRI1060（空气-空气能量回收通风设备性能评价标准），该标准率先引入了季节效率评价的概念；-EN14825（空调和热泵季节性能计算标准），该标准中温频法（binmethod）的应用为季节性能评价提供了方法论参考。ISO5222-1:2023在吸收上述标准精华的基础上，首次将季节性能评价方法系统化地引入国际标准层面，并与ISO16494（热回收通风设备性能测试）等既有标准形成互补关系，构成了更为完整的标准化体系。四、标准的作用与意义4.1对行业发展的推动作用ISO5222-1:2023标准发布后，对于全球热回收通风设备行业产生了多方面的深远影响：在产品研发层面，季节性能因数概念的引入促使制造商从“追求额定工况效率最优”转向“追求全季节综合能效最优”。这意味着产品设计阶段需要统筹考虑换热芯体的低温性能、除霜控制策略的优化、风机效率的匹配以及旁通策略的合理性，推动行业从单点优化走向系统级别的整体优化。在市场监管层面，SPF指标的建立为各国能效标识制度和绿色采购政策提供了更加科学的技术依据。部分国家和地区已开始研究将ISO5222-1:2023作为能效分级和补贴政策的技术依据，这将有效引导市场向高效产品倾斜，加速低效产品的淘汰。在工程建设层面，设计人员在设备选型时可以采用SPF指标进行全年能耗模拟和经济性分析，使设备选型更加精准，避免“以额定效率论优劣”带来的选型偏差，确保建筑通风系统在实际运行中真正达到设计节能目标。4.2对“双碳”目标的支撑作用在全球共同应对气候变化的背景下，建筑领域的节能减排是实现碳中和目标的关键路径之一。热回收通风设备的大规模应用是降低建筑供暖能耗的有效手段，而科学准确的性能评价方法则是保障“安装高效设备”向“实现高效运行”转化的关键环节。ISO5222-1:2023标准通过提供可信赖的季节性能评价工具，为建筑节能政策制定者、设备制造商、工程设计人员和最终用户建立了一个共同的技术语言和衡量标尺。4.3标准应用与前景展望展望未来，ISO5222-1:2023标准的应用和发展可能呈现以下趋势：第一，与数字技术深度融合。随着数字孪生和智能运维技术在建筑领域的广泛应用，SPF测试计算方法有望嵌入到设备的智能控制系统中，实现设备实际运行性能的在线监测和动态评估，为用户提供基于实测数据的性能反馈与优化建议。第二，系列标准持续完善。本部分标准主要关注敏感热回收性能。后续版本或扩展部分将进一步涵盖能量回收通风机（ERV）的全热回收季节性能因数、制冷季节性能因数，以及面向更多应用场景（如住宅分户式新风系统与大型公共建筑集中式新风系统）的计算方法，构建更为完整的热回收通风设备季节性能评价标准体系。第三，各国标准转化落地。该标准发布后，各成员国将陆续启动ISO5222-1:2023的本国标准转化工作。中国作为全球最大的通风设备制造国和应用市场，积极参与该国际标准的制定并推动国内标准的同步升级，对于促进出口贸易和提升国内产品竞争力均具有重要意义。五、标准制定单位介绍ISO5222-1:2023标准的制定由国际标准化组织ISO/TC86/SC6（制冷与空气调节技术委员会/空气调节与热泵分技术委员会）主导，由来自多个成员国的技术专家共同参与。在标准制定过程中，德国标准化协会（DIN）及其下属相关技术委员会发挥了关键的牵头与协调作用。5.1德国标准化协会（DIN）德国标准化协会（DeutschesInstitutfürNormung，DIN）是德国国家标准化机构，成立于1917年，总部位于柏林，是欧洲乃至全球最具影响力的标准化组织之一。DIN代表德国参与国际标准化组织（ISO）和欧洲标准化委员会（CEN）的工作，承担着大量国际标准技术委员会秘书处的工作，在机械工程、建筑节能、通风空调等领域具有深厚的标准化技术积累。在ISO5222-1:2023标准的制定过程中，DIN依托其在欧洲通风设备标准化领域的技术积累和长期实践经验，在以下几个方面做出了突出贡献：（一）标准框架的顶层设计。DIN的专家团队基于德国在DINEN13141-7和DINEN308等标准编制中的丰富经验，为ISO5222-1:2023提供了科学合理的框架结构和技术路线建议，为标准的顺利推进奠定了坚实基础。（二）季节性能计算方法的原创性贡献。德国在季节性能评价方法领域研究起步较早，其相关研究成果已成功应用于欧洲ErP指令（能源相关产品指令）框架下的通风设备能效评价。DIN专家将德国在季节性能因数方面的先进经验引入ISO标准制定过程中，推动了binmethod在热回收通风设备领域的创新应用。（三）测试验证和实验室间比对的组织。在标准草案的验证阶段，DIN协调了多个欧洲认可实验室开展比对测试，验证了标准规定的测试方法的可重复性和可再现性，为标准的科学性和可操作性提供了有力支撑。5.2其他主要参与力量除了DIN的牵头组织外，以下机构和力量也在ISO5222-1:2023的制定中发挥了重要作用：-欧洲通风设备制造商协会（EVIA）代表行业界积极参与，确保标准既具有技术先进性又兼顾产业可行性；-美国制冷空调与供暖协会（AHRI）将AHRI1060标准中的成熟经验贡献给国际标准的制定；-日本、中国、加拿大等成员国的专家结合本国气候特征和实践经验，在结霜工况处理、极端低温条件的纳入等方面提出了建设性的修订意见。六、结论ISO5222-1:2023标准的发布是国际热回收通风设备标准化领域的一项重要里程碑。该标准首次在国际层面系统建立了热回收通风设备敏感热回收季节性能因数的统一测试与计算方法，有效弥补了传统额定工况效率评价方法在反映设备全年实际运行能效方面的不足，为设备制造、工程设计、市场监管和终端用户提供了一套更加科学、全面的性能评价工具。从技术内涵来看，该标准整合了分区间加权计算、结霜工况纳入、多工况综合测试和不确定度评定等多项创新技术方法，体现了国际标准化领域近年来在季节性能评价方向的最新成果。从行业影响来看，该标准必将对全球热回收通风设备的技术研发方向、能效评价体系、市场准入要求和绿色建筑评价机制产生深远而持续的影响。参考文献[1]ISO5222-1:2023,Heatrecoveryventilatorsandenergyrecoveryventilators—Testingandcalculatingmethodsforseasonalperformancefactor—Part1:Sensibleheatingrecoveryseasonalperformancefactorsofheatrecoveryventilators(HRV)[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]EN13141-7:2021,Ventilationforbuildings—Performancetestingofcomponents/prod