置换通风的原理与应用.ppt

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1、第6章置换通风的原理及应用一、置换通风的原理（DisplacementVentilation)置换通风是依靠密度差而形成热气流上升、冷气流下降的原理实现通风换气的。置换通风原理:置换通风是将新鲜空气直接送入工作区(温度通常低于室内工作区的温度)，较凉的空气由于密度大而下沉到地表面,并在地板上形成一层较薄的由新鲜空气扩散所形成的空气湖。室内热源产生向上的对流气流，与较凉的新鲜空气随对流气流向室内上部流动，从而形成室内空气运动的主导气流。排风口设置在房间的顶部，将污染空气排出。热源引起的热对流气流使室内产生垂直的温度梯度。置换通风的流态二、置换通风的特性1.室内温度和污染物浓度呈层状

2、分布.根据羽流理论，室内流场分为两个区域：下部区域为低温单向流动区，污染物浓度最低，空气品质好，存在垂直温度梯度和浓度梯度；上部区域为紊流混合区，温度高，污染物浓度高，但温度场和浓度场较均匀，接近排风；两个区域间还存在一定高度、一定厚度的界面——热力分层高度。这一分层高度极重要.合理控制它才能保证置换通风的空气质量，达到节能效果。置换通风房间的热力分层在置换通风中，新鲜空气qs以极低的流速从通风器流出。通常送风温度低于室温2～4℃，送风的密度大于室内空气的密度。在重力作用下，送风下沉到地面形成空气湖。空气湖中的新鲜空气受热源上升气流的卷吸作用、后续新风的推动作用及排风口的抽吸作用

3、而缓慢上升,形成向上单向流动。因此在顶部形成一个热浊空气层。由连续性原理，在任一个标高平面上的上升气流流量qp等于送风量qs与回返气流流量qr之和。因此必将在某一个平面上烟羽流量qp正好等于送风量qs,在该平面上回返空气量为零。在稳定状态时，这个界面将室内空气在流态上分成两个区域，即上部的紊流混合区和下部的单向流动清洁区。只要保证分层高度(地面到界面的高度)在人员工作区以上，就可以保证工作区优良的空气品质。置换通风的热力分层2.室内空气的流速低，速度场平稳，呈层流或低紊流状态.3.污染物在人停留区不扩散，而被上升的气流直接带到上部非人活动区.与稀释通风相比，置换通风是以浮力控制为

4、动力平推出室内污染物；具有较高的空气品质和热舒适性；具有较高的通风效率；室内有着截然不同的温度场、速度场和浓度场。特性：三.置换通风房间室内温度、速度与浓度的分布由于热源引起的上升气流使热气流浮向房间的顶部，因此房间在垂直方向上形成温度梯度，如图a中曲线D所示。该图中的水平虚线表示离地面1.1m的高度。该高度表示人坐姿时呼吸带高度。室内垂直温度梯度形成了脚寒头暖的局面，这种现象有悖于人体的舒适性规律。因此应控制离地面0.1m(脚踝高度)至1.1m之间的温差不能超过人体所容许的程度。置换通风的温度、速度和相对浓度分布曲线D表示置换通风曲线M表示稀释通风相对浓度以房间平均浓度为基准图

5、a中曲线M表示稀释通风时的温度曲线。其出口温度较低，出口空气与周围空气充分混合后温度迅速提高并在垂直方向上保持几乎相等的温度，即温度梯度极小。图b中的曲线D表示置换通风室内速度分布。可见置换通风出口风速约为0.25m/s,而在1.1m处的风速仅为0.08m/s,而且在距地板0.5m以上的高度其风速均低于0.08m/s。稀释通风的速度分布如曲线M所示。该种方法室内风速均高于置换通风。图c中的曲线D表示置换通风室内浓度分布。图中呈现浓度梯度的趋势与温度分布相似。即上部浓度高,下部浓度低,在1.1m以下的工作区其浓度远低于上部的浓度。当通风量相同时,稀释通风室内浓度分布如曲线M所示。由

6、图可见，在1.1m以下工作区，置换通风方式明显优于稀释通风。四、两种通风方式的比较1.混合通风以建筑空间为本，置换通风以人为本.2.混合通风以稀释原理为基础，置换通风以浮力控制为动力.3.在原理上，混合通风的送风仅作为动量源，由此产生卷吸周围空气的射流，而置换通风的送风既是动量源，又是浮力源.4.从目标和结果看，置换通风是要在工作区创造一个近于新鲜的送风条件，而混合通风则是在整个室内空间形成一个近于排风的空气条件.5.置换通风与传统通风方式相比具有较好的节能效果（20%以上）五.置换通风的设计1）置换通风的设计应符合下列条件:①污染源与热源共存时；②房间高度不小于2.4m；③冷负

7、荷小于120W/m2的建筑物。2）置换通风的设计参数应符合下列条件:①坐着时,头部与足部温差⊿thf≤2℃；②站着时,头部与足部温差Δthf≤3℃；③吹风风险不满意率的值不大于15%；④热舒适不满意率的值不大于15%；⑤置换通风房间内的温度梯度小于2℃/m。3）置换通风器的选型，其面风速应符合下列条件:①对工业建筑，取面风速v＝0.5m/s；②对高级办公室，取面风速v＝0.2m/s；一般根据送风量和面风速v=0.2～0.5m/s确定置换通风器的数量。4）置换通风器的布置应符合下列