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StandardizationDevelopmentReport:HeatRecoveryVentilatorsandEnergyRecoveryVentilators—TestingandCalculatingMethodsforSeasonalPerformanceFactor—Part1:SensibleHeatingRecoverySeasonalPerformanceFactorsofHeatRecoveryVentilators(HRV)摘要随着全球建筑节能标准的不断提升与“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系统的关键组成部分，其性能评价方法的重要性日益凸显。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的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》展开系统分析。报告首先阐述了该标准的立项背景——传统稳态效率评价方法无法真实反映设备在实际气候条件和运行工况下的季节性能表现，亟需建立基于动态工况的测试与计算方法；进而详细梳理了标准的核心技术内容，包括季节性能因数定义、测试工况划分、计算边界条件及结果表达方式等；在此基础上，分析了该标准的技术先进性与实际应用价值，指出其采用分区间加权计算策略有效衔接了实验室测试与实际运行性能之间的差距。报告还介绍了参与标准制定的主要技术机构及其贡献，并探讨了标准对产品能效评价体系、国际贸易及行业技术升级的潜在影响。该标准的发布标志着热回收通风设备性能评价从稳态参数向动态季节性能的范式转变，为后续其他类型热回收装置标准的制定提供了方法论基础。关键词：热回收通风机；季节性能因数；测试方法；计算方法；ISO5222-1；建筑节能；标准化AbstractWiththecontinuousimprovementofglobalbuildingenergyefficiencystandardsandthedeepeningadvancementofthe"dualcarbon"goals,theimportanceofperformanceevaluationmethodsforheatrecoveryventilationequipment,asakeycomponentofbuildingventilationandenergy-savingsystems,hasbecomeincreasinglyprominent.ThisreportprovidesasystematicanalysisofISO5222-1:2023,"Heatrecoveryventilatorsandenergyrecoveryventilators—Testingandcalculatingmethodsforseasonalperformancefactor—Part1:Sensibleheatingrecoveryseasonalperformancefactorsofheatrecoveryventilators(HRV),"issuedbytheInternationalOrganizationforStandardization.Thereportfirstelaboratesonthebackgroundofthestandard'sdevelopment—namely,thattraditionalsteady-stateefficiencyevaluationmethodscannottruthfullyreflecttheseasonalperformanceofequipmentunderactualclimaticconditionsandoperationalscenarios,necessitatingtheestablishmentoftestingandcalculationmethodsbasedondynamicoperatingconditions.Itthensystematicallyreviewsthecoretechnicalcontentofthestandard,includingthedefinitionofseasonalperformancefactor,classificationoftestconditions,calculationboundaryconditions,andexpressionofresults.Onthisbasis,thereportanalyzesthetechnicaladvancementandpracticalapplicationvalueofthestandard,highlightingthatitszonalweightedcalculationstrategyeffectivelybridgesthegapbetweenlaboratorytestingandactualoperationalperformance.Thereportalsointroducesthemajortechnicalorganizationsinvolvedinthestandard'sdevelopmentandtheircontributions,anddiscussesthepotentialimpactofthestandardonproductenergyefficiencyevaluationsystems,internationaltrade,andindustrytechnologicalupgrading.Thepublicationofthisstandardmarksaparadigmshiftinperformanceevaluationofheatrecoveryventilationequipmentfromsteady-stateparameterstodynamicseasonalperformance,providingamethodologicalfoundationforthesubsequentdevelopmentofstandardsforothertypesofheatrecoverydevices.Keywords:heatrecoveryventilators;seasonalperformancefactor;testingmethods;calculatingmethods;ISO5222-1;buildingenergyefficiency;standardization1引言1.1研究背景在全球应对气候变化、推动绿色低碳发展的大背景下，建筑能耗占全球终端能耗总量的比例持续攀升。据统计，建筑运行阶段的通风和供暖（制冷）能耗在建筑总能耗中占据相当大的比重。热回收通风机（HeatRecoveryVentilators,HRV）作为建筑通风系统中回收排风热能、降低新风负荷的关键设备，其能效水平直接影响到建筑整体能耗和碳排放强度。近年来，世界各国纷纷出台更严格的建筑节能法规和产品能效标准，对热回收通风设备的性能评价提出了更高要求。长期以来，热回收通风设备的性能评价主要依赖于名义工况下的稳态效率指标，如显热效率、温度交换效率等。然而，实际建筑运行环境中，室外气候条件随季节和昼夜发生连续变化，设备在实际运行中往往处于部分负荷和变工况状态，稳态效率指标无法真实反映设备在整个供暖（制冷）季节中的综合能效表现。这一技术缺陷导致高标称效率的产品在实际应用中未必节能，也造成了不同气候区域间的性能比较缺乏科学依据。1.2标准立项必要性为解决上述问题，国际标准化组织（ISO）认识到亟需建立一套能够综合反映热回收通风设备在实际气候条件下季节性能表现的评价方法。季节性能因数（SeasonalPerformanceFactor,SPF）作为一种综合性能指标，已在热泵、制冷等设备领域得到广泛应用，其方法论可有效迁移至热回收通风设备领域。基于此，ISO启动了ISO5222系列标准的编制工作，旨在为热回收通风机和能量回收通风机提供统一的季节性能因数测试和计算方法。ISO5222-1:2023作为该系列标准的第1部分，聚焦于热回收通风设备的敏感热回收季节性能因数的测试与计算，是整个系列标准的核心基础。1.3标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO5222-1:2023||标准名称|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||英文名称|Heatrecoveryventilatorsandenergyrecoveryventilators—Testingandcalculatingmethodsforseasonalperformancefactor—Part1:Sensibleheatingrecoveryseasonalperformancefactorsofheatrecoveryventilators(HRV)||发布机构|国际标准化组织（ISO）||实施日期|2023-08-29||标准状态|已废止（待确认）||分类号|通风机、风扇、空调器||国别|国际组织|2标准的技术内容概述2.1范围与适用对象ISO5222-1:2023规定了热回收通风机（HRV）在供暖季节中敏感热回收季节性能因数的测试和计算方法。标准适用于以空气-空气热交换为核心的机械通风热回收设备，包括双向流热回收通风机及具备旁通功能的热回收设备。标准明确了其适用范围边界——主要针对敏感热回收（即显热回收）过程，不涉及含湿量变化的全热回收过程（后者由其他部分或后续标准涵盖）。2.2术语与定义标准系统定义了以下关键术语：-季节性能因数（SPF）：指在规定的供暖季节运行条件下，热回收通风机回收的有效显热能量与设备消耗的总电能的比值；-敏感热回收量：在排风与新风热交换过程中，新风侧获得的可感热量（不含潜热部分）；-名义风量：制造商标称的设备在标准空气状态下的额定风量；-部分负荷率（Part-loadRatio,PLR）：实际运行风量与名义风量的比值；-霜冻保护模式：在低温工况下为防止换热器结霜而运行的保护模式。2.3测试条件与工况划分标准将供暖季节划分为若干代表性温度区间（Bin），每个温区对应特定的室外干球温度范围。测试工况涵盖典型供暖温度点，如-15℃、-7℃、2℃、7℃、12℃等（具体温度点依据气候分区有所调整）。各温区的权重系数根据典型气象年数据确定，以反映设备在特定气候区域内的实际运行时间分布。测试过程中，室内侧排风温度设定为典型建筑室内温度（通常为20℃±1℃），室内相对湿度控制在标准范围内。室外侧新风温度按各测试工况的温度点进行调节，测试设备需在每一工况点稳定运行达到热平衡后记录数据。测试项目包括：新风侧和排风侧的干球温度、风量、功率消耗等参数。2.4计算方法季节性能因数的计算采用区间加权平均法，其基本原理为：将整个供暖季节按照室外温度划分为若干个温度区间（Bin），分别测定或计算各温度区间下设备的显热回收量和功率消耗，再根据该温度区间在供暖季节中的出现时间权重进行加权汇总，最终得到季节性能因数。计算公式框架如下：SPF_sensible=Σ(Q_recovered,i×t_i)/Σ(P_input,i×t_i)式中：-Q_recovered,i——第i个温度区间内的平均显热回收功率，单位为瓦（W）；-P_input,i——第i个温度区间内的平均输入电功率，单位为瓦（W）；-t_i——第i个温度区间在供暖季节中的累计运行时间（加权系数）。标准还详细规定了霜冻保护模式在计算中的处理方式——当室外温度低于霜冻临界温度时，需单独计算该工况下的性能数据，并将霜冻保护模式的启停频次纳入加权计算。2.5试验装置与测量仪器要求标准对试验装置的设计和测量仪器的精度提出了明确要求。空气动力性能测试需符合空气动力性能测试标准（如ISO580或等效标准）。温度测量仪器的精度要求不低于±0.2℃，功率测量精度要求不低于±0.5%。标准同时规定了试验装置的气密性要求、风量测量段的直管段长度要求以及测温截面的布点方式，以保证测量结果的准确性和可重复性。2.6结果表达与不确定度分析标准的计算结果以季节性能因数（SPF）为最终表达形式，同时也要求报告各分区（Bin）的显热回收效率数据和输入功率数据。标准要求测试报告需包含完整的测试条件信息、仪器校准记录、不确定度分析结果，以保证测试数据的可追溯性和可靠性。不确定度分析方法主要参考《测量不确定度表示指南》（GUM）及ISO99系列标准。3标准的关键技术要点3.1分区间计算策略该标准的核心方法学创新在于采用温度区间（Bin）加权法来计算季节性能因数。相较于传统单一稳态工况下的效率测试，该方法能够更加客观地反映设备在整个供暖季节中的综合能效特征。具体而言，标准将供暖季节室外温度划分为若干离散的温度区间，各区间赋予相应的时间权重系数，该权重系数来源于典型气象年数据。不同气候区域的权重系数应当依据当地气象条件进行适应性调整，这一设计赋予了标准在不同国家和地区的灵活性。各温度区间的计算中，显热回收效率和输入功率均需在该温度条件下实际测定。对于温度区间内未设置测试工况点的部分，标准允许采用线性插值或制造商提供的性能曲线数据进行推定，但需在测试报告中予以明确说明。3.2霜冻保护模式的处理在低温工况下，热回收换热器表面可能出现结霜，严重影响换热效率甚至损坏设备。ISO5222-1:2023对霜冻保护模式的处理进行了明确规定。当设备运行在霜冻保护模式时，其热回收效率会下降或热回收功能会被部分旁通，此时设备的输入功率也会相应变化。标准要求测试机构必须测定设备在霜冻保护模式下的实际性能参数，并在季节性能因数计算中将其纳入对应温度区间的加权计算。对于未配置霜冻保护功能的设备，在低温工况下应按照标准规定的降效修正方法进行处理。3.3与建筑能耗模拟的衔接季节性能因数作为设备层面的综合性能指标，为建筑能耗模拟和节能评估提供了关键的输入参数。建筑设计师和能耗评估机构可利用该标准获得的SPF值，结合建筑能耗模拟软件（如EnergyPlus、DeST等），对不同气候区建筑配置热回收通风设备后的供暖能耗进行量化评估。这一衔接机制有利于推动热回收通风设备在绿色建筑评价体系和近零能耗建筑技术体系中的科学选型和优化配置。4标准化发展历程与协调关系4.1标准的编制过程ISO5222-1:2023的制定历经多轮国际研讨和技术论证。该标准由ISO/TC117（风机技术委员会）归口管理，其工作始于2019年前后，经过WD（工作组草案）、CD（委员会草案）、DIS（国际标准草案）和FDIS（最终国际标准草案）等各阶段的审议和修订，最终于2023年8月正式发布。在标准制定过程中，各国专家就测试工况范围、温度区间划分方式、霜冻保护模式处理方法等关键技术问题进行了充分讨论和协商。4.2与相关标准的协调关系ISO5222-1:2023在制定过程中充分考虑并借鉴了以下相关标准的技术框架：-ISO16494（热回收通风机性能测试方法标准）：提供了热回收通风机基本热工性能和空气动力性能的测试方法基础，ISO5222-1在此基础上扩展了季节性能评价方法。-EN13141-7（欧盟住宅通风设备性能测试标准）：欧盟标准中关于住宅热回收通风装置的测试方法框架为ISO5222-1的工况设计提供了重要参考。-中国国家标准GB/T21087（热回收新风机组）：中国国家标准中关于热回收效率和风量测试的规定，与ISO5222-1在基本测试方法上保持衔接。-AHRI1060（美国空调供暖制冷协会热回收通风设备评价标准）：美国标准中的性能评价方法为季节性能指标的选取提供了参考。4.3标准废止状态说明值得关注的是，本报告所依据的ISO5222-1:2023在信息记录中标注为“废止”状态。在国际标准化实践中，标准的废止可能源于以下情形：一是该标准被修订后的新版本所替代；二是该标准技术内容被纳入更广泛的标准体系（如ISO5222系列整合修订）；三是标准技术内容与其他标准发生冲突或重复。建议相关用户在使用时，及时向ISO/TC117技术委员会或国家标准管理机构确认该标准的最新有效版本和替代情况，以确保引用时采用现行有效的技术文件。5主要起草单位与工作机构5.1ISO/TC117技术委员会ISO5222-1:2023由国际标准化组织下设的ISO/TC117（风机技术委员会）负责制定。该技术委员会负责通风机、风扇及相关设备的国际标准化工作，秘书处长期由中国和意大利共同承担。TC117的工作范围涵盖通风机的分类、术语、性能测试方法、能效评价及安全要求等领域。在ISO5222-1的制定过程中，TC117专门成立了工作组（WG），汇聚了来自中国、德国、日本、美国、意大利、韩国等主要成员国的技术专家参与起草和评审工作。5.2中国参与机构中国作为ISO/TC117的重要成员，深度参与了ISO5222-1的制定工作。中国建筑科学研究院有限公司（CABR）作为全国暖通空调及净化设备标准化技术委员会（SAC/TC143）的依托单位，组织了国内相关科研机构和企业参与该标准的国际研讨和技术验证工作。中国建筑科学研究院在热回收通风设备性能测试方面具有长期的技术积累，承担了多项国家重点研发计划课题，其建筑安全与环境国家重点实验室建有国内领先的通风设备性能测试平台，能够模拟不同气候条件下的设备运行工况，为ISO5222-1中测试工况设置的合理性验证提供了大量实验数据支撑。此外，合肥通用机械研究院有限公司在通风机性能测试技术方面也参与了相关技术讨论。国内企业如广东松下环境系统有限公司、浙江亿利达风机股份有限公司等单位在标准制定过程中提供了设备样机和实际运行数据，为标准技术条款的可行性验证提供了支撑。6标准的影响与应用前景6.1对产品能效评价体系的影响ISO5222-1:2023的发布将推动各国热回收通风设备能效评价体系的升级与转型。传