置换通风系统送风设计参数的确定
置换通风
中国建筑中广泛应用置换通风１.引言近年来，一种新的通风方式--置换通风在我国日益受到设计人员和业主的关注。
这种送风方式与传统的混合通风方式相比较，可使室内工作区得到较高的空气品质、较高的热舒适性并具有较高的通风效率。
1978年德国柏林的一家铸造车间首次采用了置换通风系统，从这以后，置换通风系统逐渐在工业建筑、民用建筑及公共建筑中得到了广泛的应用。
特别是在北欧斯堪的纳维亚国家，现在大约50％的工业通风系统采用了置换通风系统，大约25％的办公室通风系统采用了置换通风系统。
在中国，也有一些工程开始采用置换通风系统，并取得了一些令人满意的结果。
2.置换通风的原理与特点置换通风以低速在房间下部送风，气流以类似层流的活塞流的状态缓慢向上移动，到达一定高度受热源和顶板的影响，发生紊流现象，产生紊流区。
气流产生热力分层现象，出现两个区域：下部单向流动区和上部混合区。
空气温度场和浓度场在这两个区域有非常明显的不同特性，下部单向流动区存在一明显垂直温度梯度和浓度梯度，而上部紊流混合区温度场和浓度场则比较均匀，接近排风的温度和污染物浓度。
因此，从理论上讲，只要保证分层高度在工作区以上，首先由于送风速度极小且送风紊流度低，即可保证在工作区大部分区域风速低于0.15m/s，不产生吹风感；其次，新鲜清洁空气直接送入工作区，先经过人体，这样就可以保证人体处于一个相对清洁的空气环境中，从而有效地提高了工作区的空气品质。
这种通风形式不再完全受送风的动量控制而主要受热源的热浮升力作用，热污染源形成的烟羽因密度低于周围空气而上升。
烟羽沿程不断卷吸周围空气并流向顶部。
如果烟羽流量在近顶棚处大于送风量，根据连续性原理，必将有一部分热浊气流下降返回。
因此在顶部形成一个热浊空气层。
根据连续性原理，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等于零。
置换通风在卷烟厂应用效果的数值分析
Ｗ， 卷接 以保证车问环境参数要求， 但是送风温度低， 风量大， 导致 ｋ 其余的热源为车间的工人．由于卷烟工艺要求，
空调系统能耗很高． 置换通风 目前广泛应用于工业建筑、 包车间的的室内设计参数精度要求较高， 一般要求干球温 民用建筑和公共建筑， 北欧的一些国家 ５％的工业通风系 度（５ ２ ｏ 相对湿度（０± ） ０ ２±） Ｃ， ６ ５ ％．
统、 ％的办公通风系统采用了置换通风系统 ． ２ ５ 置换通 风在层高较高的建筑中能够产生较大的温度梯度， 具有节
１２ 模拟 工具 ．
本次模拟采用的计算工具是当前著名的商用计算流
能效果好 ， 可以获得 良好 的空气品质等优点 ， 但在卷烟厂 体力学（ Ｆ ） Ｃ Ｄ 软件——Ａｒ ｋ． ， ｊ ａ２０ 大量的实际应用表明， ｐ 中还没有开展应用， 也没有针对烟厂这类建筑的详细计 该软件对室内非等温送风的数值模拟结果和实验数据吻 算， 因此， 开展对置换通风在卷烟厂中的应用研究具有一 合良好． 大空间内空气流动采用零方程模型， 采用有限体
第 ９卷 ２１ ０ ０年
第 ６期 １ ２月
广州 大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｕｎｚｏ ｎ ｅｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ａｇｈｕＵ ｉ ｒｉ （ ａ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ Ｇ ｖ ｔ ｕ ｅ ｔｎ
Ｖｏ ． Ｎｏ ６ １９ ． Ｄｅ ． ２ ０ ｃ ０１
文 章 编 号 ：６ １４ ２ （ ００ ０ －０ ９０ １７ —２ ９ ２ １ ） ６０ ０ －３
置 换 通 风 在 卷 烟 厂 应 用 效 果 的数 值 分 析
张小 芬 一，朱奋 飞 ，邵 晓 亮 ，李 先庭 ，沈恒 根２
（ ．清华大学 建筑技术科 学系 ， １ 北京
置换通风送风量的计算方法
通 风 》１ ，对 我 们 进 一 步 研 究 和 应 用 置 换 ［】 通 风 提 供 了依 据 。 在 工 程设 计 上 ．
ＡＳＨＲＡＥ提 出 了适 用于 办 公 室 建 筑 的 置
太 阳辐 射 热 负 荷 （ ； 为 送 风量 （ ， ） Ｗ） ｑ ｍ。 。 ｓ
式 中其 它经 验 系数 值 如 下 Ａ＝ ．９ Ｂ＝ ． ０２ ５ ０
是 以人 体热 舒 适要 求 为依 据 进行 计 算 ， 另一 种 是 以室 内空 气 品质 的要求 为基 础 来计 算。
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： 一 １ （） ７ ２ ，
节 能 性 在 欧 洲 和 北 美 的应 用十 分 广 泛 ， 对 置 换 通 风 的 研 究 也 已 取 得 了 一 定 的 成 果 。 在 理 论 研 究 方 面 ， ＮＯｒ ｗｅｇｉ 的 ａｎ Ｈａ ｏ ｉｔ ｄ把 置换 通 风 的理 论 与 实际 ｋ ｎ Ｓｋｓａ 工 程 的 设 计 安 装 经验 相结 合编 著 了 置换
内容 之 一 其计 算 方 法一 般 有 两 种 ：一 种
从 舒 适 性 角度 考 虑 ， 们 最 关 心 的是 我
人 体 头 部 和 脚 部 之 间 的温 度 。Ｘｉｏ ｉ ｇ ａ ｘｏｎ Ｙｕ ａｎ等 人 的计 算 头 脚 温 差 的公 式 ： 图 １以人体 热舒 适性为依 据送风 量的计 算流程图
情 况 可 按 下 述 数 值 取 ： 间辐 射 换 热 系数 房
ａ ＝５ ｗ／ （ ｍ ・。 ．房 间 对 流 换 热 系 数 Ｃ） ａ ｗ／ ・。 ｃ４ （ 。 ＝ ｍ Ｃ）
．
适 水 平 ，如 室 内 温 度 、 温 度 梯 度 、分 界 面 高度 、污染物 浓度等 。 送 风量 计 算 作 为置 换通 风设 计 的 主 要
几种不同通风方式的性能比较
几种不同通风方式的性能比较作者：栾青张秋雨来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2009年第08期摘要：本文介绍了地板送风、工位送风和置换通风的基本原理，分析了影响三种送风方式热舒适性的主要因素，如温度梯度、气流速度及送风口形式等。
对三种送风方式的使用条件、热舒适性及系统运行能耗进行了比较。
关键词：通风原理能耗比较0引言相关研究表明，病态建筑综合症都与不良的通风方式有关。
加大新风量可以明显改善室内空气品质，但能耗也随之增加。
随着空调技术的发展，送风方式也日益多样化。
与传统的顶板送风相比，在某些场合采用地板送风、工位送风和置换通风等空调方式具有通风效率高、运行能耗低等优点。
1三种送风方式的基本原理室内空气品质不仅影响人的舒适感，对人员的工作效率也有一定的影响。
传统的顶板送风属于混合通风，处理后的低温空气通过顶板送风散流器与室内空气混合，消除室内余热余湿，室内温湿度在空间上分布均匀。
但项板送风的室内空气品质较差，能耗较高，使用上也受到限制。
以下分别介绍地板送风、工位送风和置换通风三种送风方式的基本原理。
1.1地板送风地板送风是混合通风的另一种形式，处理后的空气经过地板下的静压箱，由送风散流器送入室内，与室内空气混合。
其特点是洁净空气由下向上经过人员活动区，消除余热余湿，从房问顶部的排风口排出，室内温度均匀一致。
由于地板提升的高度有限，送风量受到限制，地板送风多用于空气一水系统。
近些年，地板送风广泛用于机房、控制中心、办公室和实验室等散热设备多、人员密集的建筑。
1,2工位送风工位送风是一种集区域通风、设备通风和人员自调节为一体的个性化的送风方式。
在核心区域c人的呼吸区)安装送风口，通过软管与地板下的送风装置相连，送风口的位置可以根据室内设施灵活变动。
个人可以根据舒适需要调节送风气流的流量、流速、流向及送风温度。
而在周边区域(会议厅、休息室、走道等)安装一般的地板送风装置，用于控制室内大环境的热湿负荷。
2.3 置换通风
置换通风属于下送风的一种，气流从位于侧墙下部的送风口水 平低速送入室内，在浮升力的作用下上升至工作区，吸收人员和 设备负荷形成热气流。在上升过程中，热气流不断卷吸周围空气， 流量逐渐增加。热力分层高度将整个空间分为上下两区，下区空 气由下向上呈单向“活塞流”，沿高度方向形成明显的温度梯度 和污染物浓度梯度；上区空气循环流动，污染物浓度较大，温度 趋于均匀一致（如图2.12和图2.13）。
2.3 置换通风
图2.14 置换通风末端装置及排风口的布置
2.3 置换通风
地平安装时该末端装置的作用是将出口空气向地面扩散， 使其形成空气湖；架空安装时该末端装置的作用是引导出口 空气下降到地面，然后再扩散到全室并形成空气湖；落地安 装是使用最广泛的一种形式。1/4圆柱型可布置在墙角内，易 与建筑配合。半圆柱型及扁平型用于靠墙安装。圆柱型用于 大风量的场合并可布置在房间的中央。以上3种末端装置的外 形如图2.15、图2.16和图2.17所示。
x ——室内有害物发生量，mg/s；
y p ——排风的有害物浓度，mg/m3；
y s——送风的有害物浓度，mg/m3。
2.3 置换通风
3、送风量的确定 根据置换通风热力分层理论，界面上的烟羽流量与送风流量相等， 即
qs q p
当热源的数量与发热量已知，可用下式求得烟羽流量
式中
q p (3B ) Qs B g c p
2.3 置换通风
图2.15 ¼圆柱形置换通风器 图2.16 半圆柱形置换通风器 返回
2.3 置换通风
图2.17 扁平形置换通风器 返回
复习思考题
1.确定全面通风量时，什么时候采用分别稀释各有害物空气量之 和？什么时候取其中的最大值？ 2.进行热平衡计算时，计算稀释有害气体的全面通风耗热量时， 采用什么温度？而计算消除余热、余湿的全面通风耗热量时， 采用什么温度？ 3.通风设计空气平衡和热平衡的意义是什么？ 4.某车间同时散发CO和SO2，χCO=100mg/s，χSO2=60mg/s， 试计算该车间所需的全面通风量。由于有害物及通风空气分 布不均匀，取安全系数K=6。
置换通风的原理与应用
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❖ 一、置换通风的原理（Displacement Ventilation) 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。
②根据室内有害物发生量确定新风量
L G cp cs
式中, G —室内有害物发生量， mg；/ h cp —排风的有害物浓度， m；g / m3 cs —送风的有害物浓度， m。g / m3
8) 送风量的确定
根据置换通风热力分层理论，界面上的烟羽流量qp与送风流量qs相等，
即：
qs q p
分层高度分别为Z1=1.1m以及Z2=1.8m时的烟羽流量。
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
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冷负荷小于120W/m2 的建筑物。
置换通风的原理及应用讲解
能源学院工业通风作业（论文）论文题目：置换通风的原理及应用专业：安全工程班级：安全1001班小组：混合宿舍、5124电话：153****3176置换通风的原理及应用郑克明（西安科技大学能源学院陕西西安716500）摘要：本文介绍了置换通风的概念、基本原理、基本特征，并简要分析了置换通风的应用前景。
关键词：置换通风全面通风空气湖目录1 置换通风的发展背景 (2)2 置换通风的概念 (2)3 置换通风的原理 (3)4 置换通风的特性 (4)4.1 自然对流 (4)4.2 温度分布 (5)4.3 速度分布 (6)4.4 浓度分布 (7)4.5 热力分层 (8)4.6 置换通风与混和通风的对比 (9)5 置换通风的设计 (10)5.1 置换通风设计时，应符合下列条件： (10)5.2 置换通风的设计参数 (10)5.3 置换通风器的选型，其而风速应符合下列条件: (10)5.4 置换通风器的布置，应符合下列条件: (11)5.5 置换通风末端装置的选择与布置 (11)6 置换通风的应用 (12)6.1 落地式置换通风末端装置在上业厂房的应用 (12)6.2 落地式置换通风在会议厅的应用 (13)6.3 架空式置换通风器在办公室的应用 (13)7 置换通风的应用前景分析 (14)7.1置换通风末端产品的发展历史 (14)7.2我国置换通风末端产品的现状 (15)7.3新一代置换通风末端装置的研究 (15)8 结论 (16)9 参考文献 (16)10参与工作小组成员 (17)1 置换通风的发展背景随科技的发展，人们生活质量的提高，能耗问题已经成为当今社会面临的重要问题之一。
20世纪70年代爆发了席卷全球的能源危机，为节约能源，许多工厂采用间歇通风的方式来降低能耗。
虽然这种方法减少了能源消耗，却使室内空气品质下降，工人长时间工作在空气污浊的环境中，会引发许多疾病，不仅对工人造成了人身伤害，也为企业带来了一定程度的经济损失。
什么是置换通风置换通风的设计计算与节能效果比较
什么是置换通风置换通风的设计计算与节能效果比较置换通风是一种通过建筑物的窗户或通风设备将室内污浊空气替换成新鲜空气的通风方式。
与搅拌通风或换气通风相比，置换通风可以更彻底地清除室内空气中的有害物质，并提供更好的室内空气质量。
置换通风的设计计算涉及到多个因素，包括建筑物的类型、使用率、室内污染物的种类和浓度等，而节能效果的比较需要考虑室内外温差、风速和空调系统的效果等因素。
下面将详细介绍置换通风的设计计算和节能效果比较。
一、置换通风的设计计算1.空气负荷计算：首先需要计算建筑物的空气负荷，即室内空气中的热负荷和湿负荷。
热负荷的计算通常包括人体代谢热、照明负荷、电器设备负荷等，而湿负荷则是通过水分蒸发引起的。
2.换气量计算：根据建筑物的类型、使用率和室内污染物的种类和浓度，可以计算出适宜的换气量。
一般来说，工作场所的换气量应保持在6-12次/小时，而居住场所的换气量可适当降低至3-6次/小时。
3.通风方式选择：根据建筑物的具体情况和需求，选择适当的通风方式。
置换通风可以通过窗户或专门的通风设备进行，需要根据建筑物的结构和使用特点进行设计。
4.设备选择与布置：根据换气量和通风方式，选择适当的通风设备和布置方式。
通风设备可以是自然通风设备，也可以是机械通风设备，需要结合建筑物的特点进行设计。
5.控制系统设计：为了提高通风效果和节能效果，需要设计适当的控制系统。
根据室内外温差、风速和污染物浓度等参数，控制通风设备的开关和风速，以达到最佳的通风效果。
与其他通风方式相比，置换通风的节能效果受到多个因素的影响1.温度差异：置换通风的节能效果受到室内外温差的影响。
在冷季，室内外温差大时，通过置换通风可以减少供暖负荷，降低供暖成本。
而在热季，室内外温差大时，通过置换通风可以提高室内外温度的平衡，降低空调负荷，减少能源消耗。
2.风速与风量：置换通风的节能效果还受到风速和风量的影响。
适当增大风速和风量，可以提高通风效果，促进室内空气的循环和新鲜空气的进入，减少空调系统的运行时间，降低能源消耗。
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第 ４ 卷 第 １ 期 ３ ２ ２１ ０ ０年 １ 月 ２
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置换 通 风 系统 送 风 设 计 参 数 的确 定
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题 ， 行 了理 论 与 实验 研 究 ． 立 了理 论 计 算模 型 ， 用 所 建 模 型对 置换 通 风 系统 进 行 了数 值 模 拟 ， 过 实验 验 证 了模 进 建 利 通
拟结果 的准确性 ， 证明所建模型是正确 的， 可以作为后续分析 的基 础． 确定 了能够反 映置换 通风特点的几 个参数 指标 ， 包括 热力分层 高度 、 通风效率 、 间垂直 温度梯 度 、 房 工作 区温度和 工作 区风速等 ． 了方便 工程应 用， 为 定义 了热 源热指 标的概念． 根据 热源热指标设 计 了研 究工况 ， 用数值模 拟方法重点研 究了热 源参数 和送风参数对 室 内空气环 境舒 适 利
（． ｃ ｏ ｌ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎａ ＳｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌｇ １ Ｓｈ ｏ Ｅ ｖｒ ｍｅｔ ｃｅｃ ｅｈ ｏｏｙ，Ｔａｊ ｉｅｓｙ，Ｔａｊ ０ ０ ２ ｈｎ ； ｏ ｏ ｌ ｎ ｉ ｉ Ｕｎｖｒｉ ｎｎ ｔ ｉ ｉ ３ ０ ７ ，Ｃ ｉａ ｎｎ ２ Ｓｈ ｏ ｆ ｈｒ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ａｄ ｎ ａｚ ｕ ｉ ｒｉ ，Ｊ ａ ５ ． ｃ ｏ ｌ ｅｍａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｈ ｎ ｏ ｇ ｉ ｈ ｖ ｓｙ ｉ ｎ２ ０ １ ｈｎ ） ｏＴ ｎ Ｊｎ Ｕｎ ｅ ｔ ｎ １ ，Ｃ ｉａ ０
性的影响 ， 出了热 源参数 和送风参数 的设计取值 范 围， 得 并对 热源分散性 的影响提 出了设 计参数的修 正方法． 所得 结
论可供置换通风 系统设计及应用校核参考． 关键词 ：置换通 风 ；送风参数 ；热源热指标
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ． Ｕ８ １ ８ 文 献标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ９ ．１ ７２ １ ） ２ｌ２ —８ ４ ３２ ３ （０ ０ １一１３０
穆振英 ，刁乃仁 ２ ，由世俊
（． １ 天津大学环境科学与工程学 院 ，天 津 ３ ０ ７ ；２ ０ ０ ２ ．山东建筑 大学热能工程学院 ，济南 ２ ００ ） ５ １１
摘
要 ：针对 目前我 国指导置换 通风 实际工程设计 的具体这 一 问
Ａｂ ｔａ ｔ Ｆ ｒｌｃ ｆｃ ｄ ｓａ ｄ ｐ ｒｉｕａ ａ ａ ｅｅｓｏ ｉｐａ ｅ ｅ ｔｖ ｎ ｉ ｔｏ ｅ ｉｎ ｉ ｉ ａｎ ｗ ， ｔｅ ｒ ｔ ａ ｓｒ ｃ ： ｏ ａ ｋ ｏ ｏ ｅ ｎ ａｔ ｌｒｐ ｒ ｍ ｔｒ ｆｄｓ ｌｃ ｍ ｎ ｅ ｔ ａｉｎ ｄ ｓｇ ｎ Ｃｈ ｎ ｏ ｃ ｌ ｈ ｏ ｅｉ ｌ ｃ