置换通风试验原理及计算方法
置换通风试验原理及计算方法
置换通风试验原理及计算方法本文通过置换通风试验介绍了置换通风原理及形成条件；通风效率的计算方法；比较了置换通风、地板送风、混合送风的异同点；并简要介绍了射流的种类。
置换通风是一种有效的送风方式，它有很多优点：节能，室内空气品质好等。
但是它也有很多不足：它一般用来供冷风；如果供热，送风温度有可能比室内空气温度低，这样的话还是供冷。
国外有的采取了置换加暖气片的做法，这在我们看来不可思议。
所以置换通风一般用来供冷。
一置换通风的原理置换通风是基于以下原理送风的：①送风为冷风，其密度比室内空气小。
②空气面（湖面）不断上升。
所谓的湖面就是送风（冷空气）与室内空气的接触面。
③冷空气上升过程不断吸热，造成了温度分层。
其原理图如下：如上图所示，冷空气送入房间后，由于密度大，积压在房间底部，室内污染物在其积压作用下会不断上升，以此实现了置换通风。
另外，室内热源的散热对冷空气也有一定的影响，冷空气在其影响下会不断吸热，致使其密度变小，不断上升。
二通风效率通风效率EV可以理解为稀释通风时，参与工作区内稀释污染物的风量与总风量之比，或是污染物排风浓度与工作区浓度之比。
因此EV也被称为排污效率。
当送入房间的空气与室内污染物混合均匀时，排风的污染物浓度等于工作区浓度时，EV＝1。
一般的混合通风的气流分布形式EV1。
但是，如果清洁空气由下部直接送到房间时，排风浓度有可能大于工作区的浓度，因此EV有可能大于1。
EV不仅与气流分布有关，还与污染物的分布有关。
如果污染源在排风口处，那么EV增大。
通风效率中浓度可以用温度代替，并称之为温度效率ET，或称为能量利用系数，表达式为ET＝（te－ts）÷（t－ts）式中te、t、ts分别为排风、工作区和送风的温度，oC。
三空气龄空气质点的空气龄是指空气质点自进入房间到达室内某点所经历的时间。
四置换通风与地板送风的比较地板送风与置换通风其实并不一定是一个概念，地板送风不一定就是置换通这要取决于地板送风的温度和速度。
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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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
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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
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什么是置换通风[置换通风的设计计算与节能效果比较]
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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保持建筑内外空气的连续流动，实现室内空气质量改善的通风方式。
它通过将新鲜空气引入建筑内部，将污浊空气排出，以维持室内空气的清新和健康。
置换通风的原理是利用自然风力或机械设备，通过建筑的开放式构造或通风系统，将室内的污浊空气和热量排出，同时引入新鲜空气。
置换通风的关键是要确保空气流动的通畅性和室内外气体的交换效果。
对于置换通风的设计计算，首先需要了解建筑的空气质量需求和通风效果目标。
然后根据建筑的形状、朝向、周边环境和使用情况等因素进行通风量的计算。
一般来说，通风量的计算需要考虑室内外温差、室内外风速、人员密度、设备热负荷等因素。
在置换通风的设计中，还需要考虑风道系统、新风口和排风口的位置和布局。
优化风道系统的设计可以提高空气流动的效果，合理布置新风口和排风口可以实现室内空气的均匀分布。
在节能效果方面，置换通风相比传统通风方式具有一定的优势。
由于置换通风可以利用自然风力进行通风，相对于机械通风方式，能够降低能耗和运营成本。
此外，由于置换通风不需要使用空调来实现空气的循环，因此可以减少空调设备的使用，进一步降低能耗。
然而，置换通风也存在一些局限性：首先，置换通风的效果受到气候、季节和周边环境的影响，无法保证在任何情况下都能实现理想的通风效果；其次，置换通风的系统设计和安装需要专业知识和技能，不当的设计和操作可能会导致通风效果不佳或存在安全隐患。
综上所述，置换通风是一种通风方式，通过引入新鲜空气和排出污浊空气，以改善室内空气质量。
在设计计算方面，需要考虑建筑的空气质量需求和通风效果目标，以及各种因素对通风量的影响。
与传统通风方式相比，置换通风具有较好的节能效果，但也存在一些限制和挑战。
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。
置换通风系统的实例探究
置换通风系统的实例探究随着城市化程度的不断提高，人们的生活和工作环境也越来越受到污染和影响。
其中最主要的问题之一就是空气质量问题。
为了解决这个问题，科技人员研发了许多种通风系统，其中比较常见的就是置换通风系统。
本文将围绕置换通风系统展开探究，并给出实例分析。
一、什么是置换通风系统置换通风系统，就是通过机械通风方式将旧空气排出室外，同时将新鲜空气送入室内，从而达到室内空气的有效循环和更新。
相对于自然通风、居住楼房内外交替通风等传统通风方式，置换通风系统不仅通风效率更高，而且更加智能化，能够对室内空气质量进行监控和调节。
二、置换通风系统的主要组成结构1. 新风口：将干净的新鲜空气送入室内。
2. 排风口：将污浊的室内废气排出室外。
3. 换气管路：将新风与排风管路连接。
4. 风机：通过将新鲜空气送入室内、将废气排出室外来调节室内空气质量。
5. 过滤器：可以过滤掉空气中的细菌、灰尘等杂质。
三、置换通风系统的工作原理置换通风系统的工作原理是通过机械通风方式将室内旧空气和室外新鲜空气进行有效循环与交换，以达到室内空气的有效更新和循环。
整个过程可以分为以下几个步骤：1. 风机启动：开启风机时，旧空气开始被排出外部排风管道。
2. 换气管路连接：新鲜空气通过换气管路、过滤器进入室内。
3. 特定空间设计：空气的送风与排风的顺序一定要设定合理。
一般情况下，新风口设在室内较高悬吊处，并与排风口相对。
4. 空气质量检测：通风系统会对室内空气质量进行实时检测，并根据检测结果自动调节送风量及换气频率。
四、置换通风系统的实例探究置换通风系统广泛应用于医院、大型办公楼、酒店等公共场所，其中西安电力大学建筑环境与能源应用研究所的置换通风系统的应用就比较成功。
该系统可实现日常通风时的自动调节，日夜间间歇式通风控制，以及防火、防排放、防冷凝等多种功能。
实现了全面的空气治理及智能化通风控制，确保了室内空气质量。
此外，深圳市龙华区民跑体育设施的置换通风系统也是一个很好的例子。
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
[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
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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置换通风试验原理及计算方法
置换通风是一种有效的送风方式，它有很多优点：节能，室内空气品质好等。
但是它也有很多不足：它一般用来供冷风；如果供热，送风温度有可能比室内空气温度低，这样的话还是供冷。
国外有的采取了置换加暖气片的做法，这在我们看来不可思议。
所以置换通风一般用来供冷。
一置换通风的原理
置换通风是基于以下原理送风的：①送风为冷风，其密度比室内空气小。
②空气面（湖面）不断上升。
所谓的湖面就是送风（冷空气）与室内空气的接触面。
③冷空气上升过程不断吸热，造成了温度分层。
冷空气送入房间后，由于密度大，积压在房间底部，室内污染物在其积压作用下会不断上升，以此实现了置换通风。
另外，室内热源的散热对冷空气也有一定的影响，冷空气在其影响下会不断吸热，致使其密度变小，不断上升。
二通风效率通风效率
EV可以理解为稀释通风时，参与工作区内稀释污染物的风量与总风量之比，或是污染物排风浓度与工作区浓度之比。
因此EV也被称为排污效率。
当送入房间的空气与室内污染物混合均匀时，排风的污染物浓度等于工作区浓度时，EV＝1.一般的混合通风的气流分布形式EV<1.但是，如果清洁空气由下部直接送到房间时，排风浓度有可能大于工作区的浓度，因此EV有可能大于1.EV不仅与气流分布有关，还与污染物的分布有关。
如果污染源在排风口处，那么EV增大。
通风效率中浓度可以用温度代替，并称之为温度效率ET，或称为能量利用系数，表达式为
ET＝（te－ts）÷（t－ts）
式中te、t、ts分别为排风、工作区和送风的温度，oC.
三空气龄
空气质点的空气龄是指空气质点自进入房间到达室内某点所经历的时间。
四置换通风与地板送风的比较
地板送风与置换通风其实并不一定是一个概念，地板送风不一定就是置换通
这要取决于地板送风的温度和速度。
如果温度较高或者速度过于慢，这都不是置换通风。
因为温度过高，会使空气飘起来，不能把室内污染物挤压出去，这不是置换通风；如果速度过大，送风与室内空气混合起来，这当然也不是置换通风。
五混合通风和置换通风
混合通风指的是用送风冲淡室内有害物浓度，造成一个与排风状态接近的室内空气环境。
而置换通风是指用送风把有害物挤出室内，室内的空气环境和送风状态接近。
不过值得注意的是：对于置换通风而言其下部工作区温差不能超过3 oC.这个温差的计算方法是0.1米和1.1米处工作区温度的差值。
而且风速应该在0.5m/s左右，一般不能超过1m/s.
六射流射流
一般有以下几种：
①（动量）射流：射流出流的动量为原动力（例如风速等）。
②（浮力）羽流：它是以浮力为原动力。
③浮射流：以浮力和出流动量为原动力。
例如：电站冷却水出流，其中的冷却水既有浮力又有动量；置换通风口出流。
七阿基米德数足够大才能形成置换通风
式中：＝－Te
是指送风温度；Te是指室内温度；是指喷口的半高度；是指送风速度。
备注说明，非正文，实际使用可删除如下部分。
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