置换通风舒适性能及节能潜力研究概况分析.pdf
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1、研究与探索YANJ IUYUTANSUO王宝新:置换通风舒适性能及节能潜力研究概况分析 工程与建设 年第 卷第期收稿日期:;修改日期:作者简介:王宝新(),男,辽宁庄河人,硕士研究生在读置换通风舒适性能及节能潜力研究概况分析王宝新(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁 沈阳 )摘要:置换通风是一种符合可持续发展思想的空气调节系统,为探索置换通风的舒适性及节能潜力,通过对国内外文献的综述及分析,总结了置换通风的舒适度、节能性以及应用情况,引发了对置换通风未来发展的一些思考.结果表明:置换通风具有更好的节能潜力以及具有很好的室内舒适度;置换通风与地板辐射系统结合应用是一种十分可行的空调方式;置换通
2、风在供暖季节的应用方式是一个值得思考的问题,这也为置换通风的应用开辟了新的研究思路.关键词:置换通风;舒适性;节能中图分类号:TU 文献标志码:A文章编号:()引言随着经济的飞速发展,室内环境质量问题越来越受到人们的广泛关注.人们的大部分时间都需要在室内度过,室内环境的好与坏时刻关乎着人们的健康,舒适的室内环境可以提高人们工作和学习的效率,让人们在房间中有一个愉悦的心情.在为室内提供舒适的空气环境的同时,也要注意能源的合理利用,以达到节能减排的目的.置换通风作为高效节能的通风方式,既满足了可以提供舒适的室内环境,又满足了对能源高效利用的需求,在最近几年里备受人们的关注.置换通风在 世纪 年代出
3、现在北欧,最初应用在工厂中,逐渐地在北欧的新的办公楼占据了一半以上的通风市场,得到了迅速的发展.我国在置换通风的研究上相对来说比较晚,置换通风在我国的应用也比较少,但是因为其高效节能的特点,在以后的建筑中将会有非常好的应用前景.置换通风原理置换通风的原理如图所示.置换通风不适用于层高较低的房间,一般规定其适用高度不低于 m.置换通风是将低流速(不超过 m/s)、小温差(送风温差在)的新鲜空气从房间的下部送入室内,由于送入的空气气温较低,密度相对于室内空气大,从而在房间的下部形成一层空气湖.低温的空气在经过室内的热源(人员、设备、照明)加热后,空气密度变小形成向上流动的气流,污染物也随着气流的上
4、升最终被带到了排风口,由此出现了热力分层的现象,室内分成了两个区域,一个是下部的清洁空气区域,另一个是上部的具有污染物空气的区域.两个区域的分界线称为热力分层高度.置换通风设计的目的就是要让人们工作生活的区域处于污染物浓度比较小 的区 域,并 且一 般 规定 人们 的生 活 区域(m)温差低于.传统的通风方式是为了稀释室内空气的混合通风,通过图置换通风原理图送入一定量的新风和室内的空气混合从而降低室内空气的污染物浓度以及温度;而置换通风是利用冷热空气密度差形成的气流,热空气上升,冷空气下降,为工作区带来清洁舒适的区域,而 污 染 物 与 热 量 直 接 通 过 热 气 流 带 到 上 部 区
5、域排除.置换通风舒适性与节能性研究 置换通风舒适性研究置换通风是区别于稀释通风的一种通风方式,传统的稀释通风是将室内空气不断地进行稀释来满足人体舒适度,但这并不能达到完全消除室内污染物的目的;而置换通风是通过将清洁空气送入室内,利用空气密度差产生的气流将室内污染物以及室内的余热余湿直接排出室外.因此,置换通风房间内的舒适度要高于混合通风房间内的舒适度.尚少文利用A i r p a k软件建立办公室数学模型,对比了置换通风、侧送风以及混合通风三种通风方式的室内热环境以及室内空气品质.苏德权利用A i r P a k软件对某办公室分别进行了置换通风与混合通风的数值模拟,分析对比了两种通风方式的舒适
6、性.结果都可以看出置换通风具有较好的室内空气品质以及室内热舒适度.G e o r g eC h i t a r u、袁建平利用流体力学原理对比研究了置换通风与混合通风在商业餐厅中王宝新:置换通风舒适性能及节能潜力研究概况分析研究与探索YANJ IUYUTANSUO 工程与建设 年第 卷第期 的热舒适性以及空气品质,可以看出置换通风的温度分布以及污染物分布具有分层现象,在人们生活的区域具有很好的空气品质,在舒适性方面要优于混合通风.置换通风送入房间的空气流速比较小,相比于混合通风,人体在置换通风房间中的吹风感相对较小,更加舒适.热力分层是置换通风的主要特点,下层的清洁区域可以给人们带来具有非常好
7、的舒适度的空间,因此在进行置换通风设计的时候,要让人们生活的区域在置换通风房间中热力分层及污染物分层的下层.但是置换通风在房间下部会形成低于室内空气的一层空气湖,这会使房间下部的温度相对较低,人体的脚部会有冷感,会出现“头暖脚凉”不符合人体生理结构特征的现象,因此,置换通风房间要严格地遵从“室内人员活动区 m至 m高度的空气垂直温差不宜大于”的规定.置换通风节能性能研究置换通风系统送风温差小,因此送入房间的空气温度较高,所需要的制冷机组的冷量比较少.置换通风的通风效率大于,而混合通风的通风效率小于,因此如果要得到相同的室内空气品质,置换通风需要更少的送风量.置换通风的通风效率可用以下公式表示:
8、tptotntocpcocnco()式中:tp为排风温度,;to为送风温度,;tn为工作区温度,;co为送风含量(体积分数),;cn为工作区含量(体积分数),;cp为排风含量(体积分数),.置换通风在过渡季节的一段时间里可以采用全新风运行,并且置换通风的通风效率高,所需新风量相对较小,因此置换通风具有一定的节能潜力.C h u a n m i n gC h e n比较了在相同热舒适和污染物水平下混合通风、工厂现有通风以及置换通风的能耗,结果显示,置换通风的总能耗比现有通风系统低 ,比混合通风低 .许子行通过C F D模拟以及结合长沙地区的工程项目进行了制冷量的计算得出:置换通风使室内满足湿度要
9、求所需要的制冷量减少了,供冷期间的能耗总体可实现 的节能.在能耗上可以看出,置换通风在供冷季节以及过渡季节有着很大的优势,通过模拟和实验都可以证实置换通风的能耗要低于混合通风.置换通风系统的结构比较简单,在初投资方面也可以降低成本.在经济飞速发展的今天也伴随着能源的大量消耗,资源短缺的情况越来越严重,置换通风系统可以有效降低系统的能耗达到节能减排的效果,是一种很好的可推广的新型通风方式.置换通风系统的应用置换通风一般应用于高大建筑,后来被逐渐应用到办公建筑与居民建筑中,而且置换通风慢慢地与其他通风方式进行结合,可以得到更好的结果,为室内提供更高品质的空气.地板辐射置换通风系统置换通风与地板辐射
10、由于其节能舒适的特性已经被广泛地应用,但是随着室内电器的增多,室内负荷增大,它们在单独使用时会有一些局限性.地板辐射置换通风系统是将置换通风系统与地板辐射系统结合,室内负荷由两者共同承担,可以解决单独使用两种系统的局限性问题,以及可以提供更好的空气品质及室内环境.陈刚 利用C F D数值模拟分析得出:地板辐射供冷置换通风系统可以解决单独使用地板辐射系统供冷出现的地板结露问题,并且可以提供舒适的室内环境.彭力 分析了不同工况下该系统的舒适性,认为在良好的设计工况下,地板辐射供冷置换通风系统可以发挥各自的优势,并且具有节能、舒适等优点.宣永梅 得出了地板辐射的供冷量与置换通风送风温度的变化规律.地
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