通風系統(tǒng)方式

通風系統(tǒng)方式之置換通風置換通風是一種新的通風方式。這種送風方式與傳統(tǒng)的混合通風方式相比較，可使室內(nèi)工作區(qū)得到較高的空氣品質(zhì)、較高的熱舒適性并具有較高的通風效率。圖一置換通風以低速在房間下部送風，氣流以類似層流的活塞流的狀態(tài)緩慢向上移動，到達一定高度受熱源和頂板的影響，發(fā)生紊流現(xiàn)象，產(chǎn)生紊流區(qū)。氣流產(chǎn)生熱力分層現(xiàn)象，出現(xiàn)兩個區(qū)域：下部單向流動區(qū)和上部混合區(qū)?？諝鉁囟葓龊蜐舛葓鲈谶@兩個區(qū)域有非常明顯的不同特性，下部單向流動區(qū)存在一明顯垂直溫度梯度和濃度梯度，而上部紊流混合區(qū)溫度場和濃度場則比較均勻，接近排風的溫度和污染物濃度。因此，從理論上講，只要保證分層高度在工作區(qū)以上，首先由于送風速度極小且送風紊流度低，即可保證在工作區(qū)大部分區(qū)域風速低于0.15m/s，不產(chǎn)生吹風感;其次，新鮮清潔空氣直接送入工作區(qū)，先經(jīng)過人體，這樣就可以保證人體處于一個相對清潔的空氣環(huán)境中，從而有效地提高了工作區(qū)的空氣品質(zhì)。這種通風形式不再完全受送風的動量控制而主要受熱源的熱浮升力作用，熱污染源形成的煙羽因密度低于周圍空氣而上升。煙羽沿程不斷卷吸周圍空氣并流向頂部。如果煙羽流量在表1室內(nèi)溫度tn及工作區(qū)溫度梯度近頂棚處大于送風量，根據(jù)連續(xù)性原理，必將有一部分熱濁氣流下降返回。因此在頂部形成一個熱濁空氣層。根據(jù)連續(xù)性原理，在任一個標高平面上的上升氣流流量Qp等于送風量Qs與回返氣流流量Qr之和。因此必將在某一個平面上煙羽流量Qp正好等于送風量Qs，在該平面上回返空氣量等于零。在穩(wěn)定狀態(tài)時，這個界面將室內(nèi)空氣在流態(tài)上分成兩個區(qū)域，即上部紊流混合區(qū)和下部單向流動清潔區(qū)。置換通風熱力分層情況如圖1所示。空調(diào)節(jié)能和室內(nèi)空氣品質(zhì)是當前暖通空調(diào)界面臨的兩大課題，而置換通風能在一定程度上較好地解決這兩個問題。(1)為了在工作區(qū)獲得同樣的溫度，置換通風系統(tǒng)所要求的送風溫度高于混合通風，這就為利用低品位能源以及在一年中更長時間地利用自然通風冷卻提供了可能性，以達到節(jié)能的效果。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，置換通風與混合通風相比，可以節(jié)約20%—50%的制冷耗費。(2)置換通風可以對工作區(qū)的C02等污染物進行更為有效的控制。它的通風效能系數(shù)大于混合通風，這樣就能達到改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的目的。置換通風系統(tǒng)設(shè)計要點室內(nèi)溫度tn及工作區(qū)溫度梯度的確定置換通風房間內(nèi)工作區(qū)的溫度梯度tn是造成人體不舒適的重要因素。離地面0.1m的高度是人體腳踝的位置，腳踝是人體暴露于空氣中的敏感部位。該處的空氣溫度t0.1不應(yīng)引起人體的不舒適。房間工作區(qū)的溫度tn往往取決于離地面1.1m高度處的溫度(對坐姿人員如辦公、會議、講課、觀劇等)。表1室內(nèi)溫度tn及工作區(qū)溫度梯度表1室內(nèi)溫度tn及工作區(qū)溫度梯度上述數(shù)據(jù)的取值根據(jù)工作人員的勞動狀態(tài)確定。由于置換通風在我國尚屬起步階段，現(xiàn)有的通風空調(diào)設(shè)計手冊及暖通設(shè)計規(guī)范尚未作出規(guī)定。現(xiàn)推薦歐洲及國際標準中有關(guān)數(shù)據(jù),如表2所列。送風溫度的確定送風溫度由下式確定：ts=t1.1+Atn((1-k)/c-1)(1)式中：ts--送風溫度，tp--排風溫度；c--停留區(qū)溫升系數(shù)，c=Atin/At=(t1.1-t0.1)/(tp-ts),k--地面區(qū)溫升系數(shù),k=At0.1/At=(t0.1-ts)/(tp-ts)。暖通-空調(diào)-在線停留區(qū)溫升系數(shù)c也可根據(jù)房間用途確定。表3列出各種房間的c值。表3各種房間停留區(qū)的溫升系數(shù)3)送風量的確定根據(jù)置換通風熱力分層理論，界面上的煙羽流量與送風流量相等。Qs=Qpm3/h(2)當熱源的數(shù)量與發(fā)熱量已知，可用下式求得煙羽流量：Qp=(3Bn人2)人1/3*(6/5)人4/3*Z^5/2式中：B=gBQs/p.CpQs--熱源熱量；B--溫度膨脹系數(shù)；a--煙羽對流卷吸系數(shù)(由實驗確定)；p--空氣密度；Cp--空氣定壓質(zhì)量比熱；Zs--分層高度。通常在民用建筑中的辦公室、教室等工作人員處于坐姿狀態(tài)，工業(yè)建筑中的工作人員處于站姿狀態(tài)。坐姿時的分層高度Zl=1.1m,站姿時的分層高度Z2=1.8m。(4)送排風溫差的確定

屈間高度⑹送排何慮差CC)表4送排風溫差與房間高度的關(guān)系當室內(nèi)發(fā)熱量已知，送風量已