置换通风的设计计算与节能效果比较

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1、置换通风的设计计算与节能效果比较摘要：转换通风作为改善空调房间空气品质的一种重要方式，近年来倍受关注。本文分别从人体热舒适性和控制污染源以保证室内空气品质的角度讨论了转换通风送风量和送风温度的，同时论证了合理设计条件下，置换通风的节能效果。　　关键词：置换通风，热舒适性，室内空气品质，送风量一、概述　　　　一般来说，相对于空调房间的混合通风方式而言，置换通风可以保证良好的室内空气品质而且节能。从地板或墙底部送风口所送冷风在地板表面上扩散开来，可形成"空气湖(airlake)"；并且在热源周围形成浮力尾流(buoyantplum

2、e)慢慢，带走热量。由于风速较低，气流组织紊动平缓，没有大的涡流，因而室内工作区空气温度在水平方向上比较一致，而在垂直方向上分层，层高越大，这种现象越明显。由热源产生向上的尾流不仅可以带走热负荷，也将污浊的空气从工作区带到室内上方，由设在顶部的排风口排出。底部风口送出的新的墙体，余热及污染物在浮力及气流组织的驱动力作用下向上运动，所以置换通风能在室内工作区提供良好的空气品质。置换通风方式首先在北欧出现，并且在过去的二十年得到了广泛的应用，我国在近十年内也展开了大量的研究。〔1-3〕　　置换通风虽然有一定的优点，但也有其一定的适

3、用条件。置换通风一般适用于污染源与发热源相关的场所，且层高不低于2.5m，此时污浊空气才易于被浮力尾流带走；对房间的设计冷负荷也有一个上限，目前的研究表明，如果有足够的空间来大型送风散流装置的话，房间冷负荷可达120)温度，由于地板的对流和辐射传热以及送风口周围空气的卷入，使其略高于送风Ts，Td为排风温度，Th为1.1m高度，即人为坐姿时头部高度的温度。瑞典Mundt〔5〕理论推导出无量纲温度θf的计算式：　　　　　　　　　　　　(1)　　LT：通风量M3/hρ：空气密度Kg/m3　　Cp：空气定压比热KJ/Kg·℃A：地板

4、面积㎡一般情况下，可按下述数值取：αr：房间辐射换热系数，αr=5与1.8m垂直温度梯度要比0.1m与1.1m间温度梯度小，所以上式同样可作为站立人员的舒适性条件。按ASHARE5592标准，取ΔThf＜3℃，再根据不同类型热负荷大小，就可以利用相关经验公式确定在满足人体热舒适性条件下所需送风风量LT。　　2.从控制污染源浓度及室内空气品质的角度考虑　　置换通风的换气效率要高于混合通风，在保证相同的室内空气品质的前提下，所需新风量要少于混合通风所需量，若仍采用混合通风方式确定新风量的经验数值来设计，必将导致新风量大，且浪费了冷

5、量。其所需新风量的计算可采用下列经验公式〔6〕:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　n为换气次数，Q为总负荷，Lm是混合通风方式下通风效率为1时的新风量，按ASHRAE1989标准〔8〕规定，应由每人最小新风量指标Rp(L/so人)和每㎡地板所须最小新风量指标Rb(L/so人)之和确定：　　　　　　　　　　PD:人数，D：差异系数，A：地板面积，具体取值详见表1〔7〕。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1ASHRAE62-1989R新风量要求使用类型置换通风的设计计算与节能效果比较:三、送风温度的计算

6、　　送风量一旦确定后，就可以根据负荷大小确定送风温度Ts和排风温度Td。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　当室内参数送风量L，送风量温度Ts，排风温度Td以及新风量LI确定后，就可以确定制冷系统总的冷负荷。　　四、计算示例　　　　一个置换通风办公室，房间尺寸为4m×8m×3m(L×elikov,A.K.,andJ.B.Nielsen.Localthermaldisfortduetodraftandverticaltemperaturedifferenceinroomsentventilation.ASHRAETransa

7、ctions1989,95(2).　　5.Mundt,E.Convectivefloonheatsourceinroomsentventilation.ProceedingsoROOMVENT'90,oslo.　　6.XiaoxiongYuan,QingYangChen,andLeonR,Glicksman.Modelsforpredictionoftemperaturedifferenceandventilationeffectivenessentventilation.ASHRAETransactions1999,105(

8、1).　　7.韩华，徐文华，范存养.国外新风量标准设计指标的发展(1)：ASHRAE标准62-1989的修订.暖通空调，000，30(5).　　8.芩鸣，倪波.上海体育馆置换通风系统设计研究.暖通空调，2000，30(5).　　9.ShipingHu,QingyanChen,