幾種不同通風方式的性能比較

1、幾種不同通風方式的性能比較摘要：本文介紹了地板送風、工位送風和置換通風的基本原理，分析了影響三 種送風方式熱舒適性的主要因素，如溫度梯度、氣流速度及送風口形式等。對三 種送風方式的使用條件、熱舒適性及系統(tǒng)運行能耗進行了比較。 關鍵詞：通風原理 能耗 比較0 引言 相關研究表明，病態(tài)建筑綜合癥都與不良的通風方式有關。加大新風量可以 明顯改善室內空氣品質，但能耗也隨之增加。隨著空調技術的發(fā)展，送風方式也 日益多樣化。與傳統(tǒng)的頂板送風相比，在某些場合采用地板送風、工位送風和置 換通風等空調方式具有通風效率高、運行能耗低等優(yōu)點。三種送風方式的基本原理 室內空氣品質不僅影響人的舒適感，對人員的工作效率也

2、有一定的影響。傳 統(tǒng)的頂板送風屬于混合通風，處理后的低溫空氣通過頂板送風散流器與室內空氣 混合，消除室內余熱余濕，室內溫濕度在空間上分布均勻。但頂板送風的室內空 氣品質較差，能耗較高，使用上也受到限制。以下分別介紹地板送風、工位送風 和置換通風三種送風方式的基本原理。地板送風 地板送風是混合通風的另一種形式，處理后的空氣經過地板下 的靜壓箱，由送風散流器送入室內，與室內空氣混合。其特點是潔凈空氣由下向 上經過人員活動區(qū)，消除余熱余濕，從房間頂部的排風口排出，室內溫度均勻一 致。由于地板提升的高度有限，送風量受到限制，地板送風多用于空氣 水系統(tǒng)。 近些年，地板送風廣泛用于機房、控制中心、辦公室和

3、實驗室等散熱設備多、人 員密集的建筑。工位送風 工位送風是一種集區(qū)域通風、設備通風和人員自調節(jié)為一體的 個性化的送風方式。在核心區(qū)域（人的呼吸區(qū)）安裝送風口，通過軟管與地板下 的送風裝置相連，送風口的位置可以根據(jù)室內設施靈活變動。個人可以根據(jù)舒適 需要調節(jié)送風氣流的流量、流速、流向及送風溫度。而在周邊區(qū)域（會議廳、休 息室、走道等）安裝一般的地板送風裝置，用于控制室內大環(huán)境的熱濕負荷。由 于現(xiàn)代辦公建筑多采用統(tǒng)間式（open plan office）設計，個人對周圍空氣的冷熱 需求差異較大，更適宜安裝工位送風。置換通風 置換通風屬于下送風的一種，氣流從位于側墻下部的散流器水 平低速送入室內，在

4、浮升力的作用下上升至工作區(qū)，吸收人員和設備負荷形成熱 羽流。在上升過程中，熱羽流不斷卷吸周圍空氣，流量逐漸增加。熱力分層高度 將整個空間分為上下兩區(qū)，下區(qū)空氣由下向上呈單向“活塞流”，沿高度方向形成 明顯的溫度梯度和污染物濃度梯度；上區(qū)空氣循環(huán)流動，污染物濃度較大，溫度 趨于均勻一致。目前置換式通風較多用于層高大于2.4m，室內冷負荷小于 40W/m2 的空調系統(tǒng)，如辦公室、會議室、計算機機房和劇院等。置換通風和地板送風形式上都是下送上回的方式，但二者又存在區(qū)別。熱舒適性影響 2.1地板送風影響舒適性的因素較多，其中送風速度、送風溫度及空氣品質 對室內環(huán)境的舒適性影響較大。送風速度地板送風是射

5、流送風的一種，送風散流器的形狀和結構決定氣 流的擴散性能和湍流狀態(tài)，故在出風口 2.5m范圍的速度場主要由散流器類型決 定。為了防止人員有吹風感，送風氣流的速度不能超過3m/s。對于旋流式散流器, 出風氣流受扭轉葉片的影響形成渦流，使氣流擾動增加，出口風速減小，避免了 產生吹風感。同時，送風氣流與室內空氣混合充分，人員活動區(qū)內溫度場分布均 勻。送風溫度 由于人腳對溫度的敏感性較強，通常地板送風的送風溫度較高 一般為18C，送回風溫差為8-10C。圖1為地板送風方式情況下，室內溫度沿高 度的分布。根據(jù)ISO 7730-1990及ASHRAE 55-1992的熱舒適性標準：“1.13疋（坐姿1.1

6、m處）或At1.83C （站立1.8m處）可以看出，地板送風室內溫度分 布較一致，沒有出現(xiàn)明顯的溫度梯度?？諝馄焚| 頂板送風、地板送風兩種送風方式下，同一高度處污染物的濃 度的大小?？梢钥闯?，地板送風在人員活動區(qū)能夠達到良好的室內空氣品質和舒 適的室內環(huán)境。此外地板送風系統(tǒng)的總安裝費用也比頂板送風系統(tǒng)節(jié)省10%。2.2工位送風工位送風也屬于地板的一種，室內大環(huán)境的溫度及污染物濃度 分布與上述地板送風類似，在此不再贅述。由于工位送風的送風參數(shù)可以根據(jù)需 要進行調節(jié)，實行區(qū)域控制，它的舒適性較一般高于地板送風。根據(jù) ASHRAE 舒適度標準，核心區(qū)域的空氣流速必須限制在：冬季不超過 0.15m/s

7、 夏季不超過0.8m/s。由于送風口在人員的頭部附近，送風溫度高于一般的地板送 風，因此，空調系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度相應可以提高，故冷水機的性能系數(shù)（COP）增 加，研究表明，蒸發(fā)溫度升高1C，離心式冷水機的COP增加3.1%。工位送風在 滿足舒適要求的同時，也降低了系統(tǒng)的能耗。置換通風 置換通風系統(tǒng)中，溫度梯度和送風速度是兩個比較關鍵的因素 為保證人體熱舒適性要求，必須嚴格控制工作區(qū)的溫度梯度和氣流速度大小。送風速度 置換通風的送風散流器一般位于側墻下部，為避免產生吹風感 必須嚴格控制送風速度。散流器出口處的空氣流速主要取決于于送風量，氣流阿 基米德數(shù)和散流器類型。當送風量增加時，散流器出口附近氣流

8、的平均速度增加，使得靠近風口處的 人有強烈的吹風感。散流器的結構類型決定了氣流在貼地氣流層和整個工作區(qū)的速度分布，當送 風氣流的速度波動較大時會使人有吹風感，為了避免這種危險，送風射流必須加 以控制。 Nielsen 通過實驗分析了七種不同類型落地散流器對送風速度的影響，給 出了近地面氣流最大速度的計算公式，并指出：不同送風量下，對于近地面氣流 速度，弧面散流器較平面散流器要小，高開孔率的散流器較低開孔率的要小。溫度梯度由于置換通風系統(tǒng)在垂直方向上存在明顯的溫度梯度，根據(jù) ASHRAE 55-1992 熱舒適性度的要求，應減小室內溫度梯度。研究表明溫度梯度的 大小受送風量和送風速度的影響較大，

9、送風量增加，溫度梯度減小。根據(jù)ISO7730的PMV/PPD評價指標，PPD應該低于10%，在置換通風系統(tǒng)中, 減小送風速量或提高送風溫度都可以降低PPD。2.3.3室內空氣品質評價由于置換通風熱力分層的存在，工作區(qū)產生污濁空氣 被熱羽流及時帶入上區(qū)，避免形成橫向擴散；進入上區(qū)的氣流也不會再回流到工 作區(qū)，因此置換同風度熱力分層高度應高于工作區(qū)高度，從而保證了工作區(qū)較好 的空氣潔凈度。置換通風的換氣效率通常介于0.50.67，通風效率介于100% 200%。而混合通風理想換氣效率只有 0.5，當發(fā)生短路時還要低，通風效率一般 也只有 5070%；實測數(shù)據(jù)表明，對于一個9000m2的辦公建筑采用置換通風后，冷負荷比混 合通風減少了 2530%，送風量減少了 30%。對于冷負荷較大的建筑，采用置換 通風系統(tǒng)結合冷卻頂板的輻射作用，最大負荷可增至100W/m2。與傳統(tǒng)混合式系 統(tǒng)相比，置換通風/頂板冷卻系統(tǒng)可節(jié)能