置换通风在工业厂房中设计应用
置换通风在工业厂房中的设计应用
置换通风在工业厂房中的设计应用摘要：本文介绍了置换通风的原理与特点，介绍了置换通风的末端送风装置与其系统设计的要点，结合设计工程实例，指出置换通风是一种值得推荐的通风方式。
关键字：置换通风节能送风末端装置应用1．引言近年来，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。
在国内，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。
浅议通风方式中的置换通风形式
浅议通风方式中的置换通风形式随着人们生活水平的不断提高，人们对室内空气品质的要求也越来越高。
然而，随着人们生活水平的不断提高，各种新型建筑材料、装修材料、日用化学品进入居民住宅，这些物品散发出的污染物直接导致了室内空气品质的下降，引起头痛、困倦、恶心和流鼻涕等症状，此类症状被统称为“病态建筑综合症[1]，所以人们越来越关注一种新型的通风方式——置换通风。
国内外对置换通风的研究情况国外对置换通风的研究比较早，已有近百年的历史, 20世纪40年代欧洲人Baturin最早对置换通风进行了系统和科学的研究[2]。
早在1989年，国外学者Svensson对置换通风空调系统在北欧市场的应用情况进行过统计，在工业空调中置换通风空调系统约占50%，而在民用空调中为25%左右[3]。
上世纪90年代，瑞士、德国等研究人员用实验测试和理论分析的方法，对置换通风的许多方面，特别是在空气品质和热舒适性方面进行了细致的研究。
与此同时，美国和日本的研究人员也对置换通风进行了研究，丰富和完善了置换通风的各项技术。
国内对置换式通风的研究起步较晚，对置换通风的研究也只在近十几年，目前许多技术尚未完善和成熟[4]，对其探索和研究还限于应用数值模拟和有限的实验相结合的方法，但数值模拟占主要地位。
国内的上海大剧院就同时采用了座椅下送风的置换通风和楼层局部诱导送风和包厢的局部上送风的送风体系。
置换通风原理与特点置换通风是依靠密度差所产生的压差为动力来实现室内空气的置换。
置换通风的送风分布靠近地板，送风速度一般为0.25m/s左右，送风温差一般为2-4℃，送风动量低，以至于对室内主导流无任何实际影响，使得送风气流与室内空气掺混量很小，送入的较冷新鲜空气因密度大首先沉积在房间底部，随后慢慢扩散，像水一样弥漫到整个房间的底部，在地板上某一高度内形成一个洁净的“空气湖”。
当遇到热源时，它被加热，以自然对流的形式慢慢升起，气流以类似层流的活塞流的状态缓慢向上移动，同时污染物也被携带向房间的上部或侧上部移动，脱离人的停留区，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。
简述置换通风原理及应用
简述置换通风原理及应用置换通风是一种通过将新鲜空气引入室内，同时将污浊空气排出室外的通风方式。
它采用了自然的气流运动规律，以达到改善室内空气质量和保证人体健康的目的。
置换通风主要通过气流对流和温度差异促进空气流动，是一种相对节能的通风方法，被广泛应用于住宅、办公室、商业场所等各种建筑。
置换通风的原理是依靠温度差异和风压差引起的空气流动。
在置换通风系统中，通风口通常设置在室内较高的位置，如天花板或墙壁上，而排风口则设置在室内底部或墙壁下方。
当室内温度升高，空气会由于热胀冷缩效应而向上运动，经过通风口进入室内。
同时，冷空气经过窗户或其他散热设备进入室内，从排风口流出。
置换通风的应用有许多好处。
首先，置换通风能有效改善室内空气质量。
通过引入新鲜空气，它能够降低室内空气中的有害物质浓度，如二氧化碳、甲醛和挥发性有机物等。
同时，它还可以排除室内产生的污浊空气，如厨房的油烟、浴室的湿气等，保持室内环境的清新与舒适。
其次，置换通风能提高室内空气的新鲜度。
由于置换通风能够将室内空气中的污染物排出，新鲜空气得以供应，使人们呼吸到更清新的空气。
这对于室内环境舒适度和人体健康具有积极的影响。
再次，置换通风能够有效地控制室内湿度和温度。
通过置换通风，室内湿气和热量可以由流通的空气带走，从而提供干燥和适宜的室内环境。
尤其在潮湿的季节或湿润的地区，置换通风可以减少室内的霉菌和细菌滋生，避免引发健康问题。
最后，置换通风还具有节能的优势。
相比于传统的全面开窗通风方式，置换通风在保证新鲜空气供应的同时，减少了能量的消耗。
它利用室内外温度和压力差异的自然力量推动空气流动，减少了人工操控和机械设备的需求，从而达到节约能源的目的。
综上所述，置换通风是一种通过自然气流运动实现空气对流的通风方式，能够有效改善室内空气质量、提高室内空气新鲜度、控制湿度和温度，同时具有节能的优势。
在实际应用中，需要根据具体建筑的结构和使用需求进行合理的通风口和排风口设置，以确保通风系统的效果和效率。
厂房降温通风换气方案
厂房降温通风换气方案引言在厂房的生产过程中，通风换气是一项非常重要的工作，它能够有效改善空气质量，调节室温，提供员工良好的工作环境。
本文将介绍一种可行的厂房降温通风换气方案，以提高生产效率和员工舒适度。
方案概述1.调整出风口位置–根据厂房布局和风向，合理确定出风口的位置，以利于通风换气。
–出风口应避免靠近厂房入口和生产设备，以免产生气流紊乱和影响生产效果。
–可以设置多个出风口，覆盖整个厂房，提高通风效果。
2.增加进风口数量–在厂房布局合理的位置增加进风口的数量，以提高进风量，增强通风效果。
–进风口应避免靠近出风口，以免形成闭环通风，影响通风效果。
–进风口的数量宜根据厂房大小和通风需求合理配置，确保空气流通。
3.安装降温设备–在厂房内合适的位置安装降温设备，如空调、风扇等，以降低室内温度。
–空调设备可以选择中央空调或分体空调，视厂房大小和预算来决定。
–风扇可以配合空调使用，增加空气对流效果，提高降温效果。
4.设置工作时间–合理安排工作时间，避开气温较高的时段，如中午时分。
–如果产品要求不允许调整工作时间，可通过增加工作休息时间或轮班制来减轻员工在高温环境下的工作压力。
方案优势1.提高员工工作效率–通风换气和降温能够改善室内空气质量，为员工提供舒适的工作环境，减少疲劳感，提高工作效率。
–员工在凉爽的环境下工作，注意力集中，减少因高温而带来的身体不适，从而提高工作效率和产品质量。
2.促进设备正常运行–厂房内的设备在高温环境下容易过热，而通风换气和降温能有效降低设备的工作温度，延长设备的使用寿命。
–适当的通风换气还能减少废气或烟尘对设备的腐蚀和损坏，保证设备正常运行，提高生产效率。
3.提升产品质量–高温环境容易导致产品产生缺陷，通过降低室温和增加通风量，可以避免产品因温度过高而影响其质量。
–凉爽的工作环境和空气流通有利于产品的稳定生产，提高产品质量，减少产品报废率，增加企业效益。
结论通过合理的厂房降温通风换气方案能够有效改善员工工作环境，提高工作效率和产品质量。
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。
置换通风的设计及应用
冬季置换通风的使用方式
在冬季，不推荐采用送热风的形 式，会形成气流的短路
置换通风系统的自动控制
置换通风系统的自控与混合通风相似，关 键区别在于：
温度和空气品质传感器的布置位置
普通高度房间内传感器的安装
Fitzner（2001）推荐：对于墙壁安装的送风口，温度传感器 应布置在离地0.2～0.5m高度范围内：对于置换通风该区域是 吹冷风较敏感的部位，另外该区域内的温度相对稳定。
7.选择送风口的大小和尺寸：送风速度不能过大以 避免局部吹风感。研究表明送风口的最大面风速 为0.2m/s。
置换通风的应用
置换通风的适用条件
置换通风应用于污染源与热源伴生的情况。
置换通风应用于室高不小于2.4m的房间。
置换通风应用于冷负荷小于120w/m2的建筑物。 置换通风应与室内空间布置相协调。
置换通风的设计
二. 基于“50％原则”的设计步骤
1. 确定室内工作区设计温度（1.1m），和脚踝处 （0.1m）设计温度。由此确定室内温度梯度。 2. 根据温度梯度和房间高度确定0～hm（房高）之 间的温升。 3. 根据“50％ 原则”，即 确定送、排风温度。
t 地板 t排风 ＝50％ t 送风 t 排风
置换通风在办公室的使用
置换通风在办公室的使用
置换通风在单人办公室的应用
置换通风在会议室的应用
置换通风在会议室的应用
置换通风在教室的应用
置换通风在餐厅的使用
置换通风在体育馆的应用
空气由前部集中送出
置换通风在体育馆的应用
前部集中送风时，形成的温度分布
置换通风在体育馆的应用
座椅下送风
置换通风在体育馆的应用
置换通风室内的浓度分布特点
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。
[74]置换通风原理_设计及应用
![[74]置换通风原理_设计及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/6543eebc960590c69ec3766a.png)
据不尽相同。 德国某公司提
供的数据如表 2 所列 。 3. 2 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 ,即置换通风房间底 部温度低而上部温度高 ,如图 5a 中曲线 D 所示 。该图中 的水平虚线表示离地面 1. 1 m 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
Abs t ra c t Pres ent s t he p rinciples and cha ra c t e ris tics of t he displa c ement ventila tion s ys t e m , out line s t he ma j or a sp e c t s on i t s d e s i gn , d e s c ri b e s t he s upp l y t e rmina l d e vi c e f or t his s ys t e m, p r ovi d e s s ome e xa mp l e s , a nd c onc l ud e s t ha t di s p l a c e me nt ve nt il a t i on i s w o r t h r e c omme nding.
Ke yw o r d s d i s p l a c e m e n t v e n t i l a t i o n , t h e r m a l s t r a t i f i c a t i o n , t e mp e r a t u r e g r a d i e n t , a i r e xc ha ng e e f f i c i e nc y , s up p l y t e rmi na l d e vi c e , e ne r g y c ons e r va t i on
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置换通风在工业厂房中的设计应用摘要：本文介绍了置换通风的原理与特点，介绍了置换通风的末端送风装置与其系统设计的要点，结合设计工程实例，指出置换通风是一种值得推荐的通风方式。
关键字：置换通风节能送风末端装置应用
1．引言
近年来，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。
在国内，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。
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，即上部紊流混合区和下部单向流动清洁区。
置换通风热力分层情况如图1所示。
空调节能和室内空气品质是当前暖通空调界面临的两大课题，而置换通风能在一定程度上较好地解决这两个问题。
(1)为了在工作区获得同样的温度，置换通风系统所要求的送风温度高于混合通风，这就为利用低品位能源以及在一年中更长时间地利用自然通风冷却提供了可能性，以达到节能的效果。
根据有关资料统计，置换通风与混合通风相比，可以节约20％一50％的制冷耗费。
(2)置换通风可以对工作区的c02等污染物进行更为有效的控制。
它的通风效能系数大于混合通风，这样就能达到改善室内空气品质的目的。
3．置换通风系统设计要点
3.1《采暖通风与空气调节设计规范》gb50019-2003中5.3.9条，置换通风的设计应符合下列规定：1、房间内的人员头脚处空气温差不应大于3℃；2、人员活动区内气流分布均匀；3、工业建筑内置换通风器的出风速度不宜大于0.5m/s；4、民用建筑内置换通风器的出风速度不宜大于0.2m/s。
3.2 为满足人体热舒适性要求，民用建筑送风口通常设置高度≤0.8m，工业建筑送风口通常设置高度不限。
3.3 除系统送风温度接近室内温度外，通常工作区人员坐姿的停留处，空气流速≤0.2m/s。
3.4 置换送风口不应布置在室内靠外墙或外窗侧处，应尽可能布置在室中央或冷负荷较集中的地方。
3.5 冬季有大量热负荷需要的建筑物外部区域，不适宜采用置换通风系统。
3.6送风温度的确定送风温度由下式确定：ts＝t1.1+δ
tn((1-k)/c-1) (1) 式中：ts--送风温度，tp--排风温度； c--停留区温升系数，c=δtn/δt=(t1.1-t0.1)/(tp-ts)，k--地面区温升系数， k=δt0.1/δt=(t0.1-ts)/(tp-ts)。
停留区温升系数c
也可根据房间用途确定。
表1列出各种房间的c值。
表1 各种房间停留区的温升系数
停留区的温升地表面部分的冷负荷比例％房间用途
0．16 0--20 天花板附近照明的场合：博物馆、摄影棚
0．25 20--60 办公室
0．33 60--100 置换诱导场合
0．4 60--100 高负荷办公室冷却顶棚会议室
3.7 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。
qs＝qp m3／h (2)当热源的数量与发热量已知，可用下式求得烟羽流量：qp＝(3bπ)/3 *(6/5)/3*z/2 式中：b＝gβqs／ρ.cρ qs--热源热量；β--温度膨胀系数；α--烟羽对流卷吸系数(由实验确定)；ρ--空气密度；cρ--空气定压质量比热；zs--分层高度。
通常在民用建筑中的办公室、教室等工作人员处于坐姿状态，工业建筑中的工作人员处于站姿状态。
坐姿时的分层高度zl＝1.1m，站姿时的分层高度z2＝1.8m。
(4)送排风温差的确定当室内发热量已知，送风量已确定的情况下，送排风温差是可以计算得到的。
在置换通风的房间内，在满足热舒适性要求条件下，送排风温差随著顶棚高度的增高而变大。
欧洲国家根据多年的经验确定了送排风温差与房间高度的关系，如下表所列表2 送排风温差与房间高度的关系
4．置换通风的末端送风装置
置换通风末端装置通常有圆柱型、半圆柱型、1/4圆柱型、扁平型及平壁型等5种。
在民用建筑中置换通风末端装置一般均为落地安装。
高级办公大楼采用夹层地板时，置换通风末端装置可安装在地面上。
在工业厂房中由于地面上有机械设备及产品零件的运输，
置换通风末端装置可架空布置。
落地安装是使用得最广泛的一种形式。
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。
5.置换通风在工程中的实际应用
曼·胡墨尔滤清器贸易有限公司济南工厂项目是中德合作项目，位于济南高新技术产业开发区孙村片区，总建筑面积3236.27平方米，其中厂房与仓库建筑面积为2432.17平方米，建筑高度12m。
厂房与仓库通风空调采用置换通风。
风口形式采用置换式风口，厂房中间位置的风口原则上沿结构立柱引至3.0m处，采用圆柱型风口，边墙处的风口沿墙引至1.0m处，采用半圆柱型、1/4圆柱型风口。
送风速度0.4m/s。
回风口高度7.0m。
本项目2009年2月设计完成，年底竣工验收，经过了两个采暖季和两个制冷季，运行效果良好，人员感觉舒适，得到各方的一致认可。
置换通风系统是一种通风效率高，既排除污染又带来较高空气品质且节能的通风方式，在工业厂房通风方面值得推广。
参考文献
1.《采暖通风与空气调节设计规范》gb50019-2003
2.《实用供热空调设计手册》第二版陆耀庆主编
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。