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全程空气龄: 全程空气龄:指空气微团自进入通风系统起经历的时 间. 房间空气龄:房间入口处空气龄为0得到的空气龄. 房间空气龄:房间入口处空气龄为0得到的空气龄.
什么地方的空气最陈旧? 什么地方的空气最陈旧?
最陈旧的空气应该出现在气流的死角, 最陈旧的空气应该出现在气流的死角,此处空气龄 15 最长,陈旧空气被新鲜空气取代的速率最慢. 最长,陈旧空气被新鲜空气取代的速率最慢.
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稳态送风可及性
稳态时的送风可及性反映了空间各点的 空气有多少来自这个风口, 空气有多少来自这个风口,有多少来自 那个风口 根据送风可及性的大小, 根据送风可及性的大小,可以确定各风 口对空间各处的影响程度, 口对空间各处的影响程度,从而可更有 针对性地调节各送风口的参数来改变空 间各处的值
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空气龄物理意义: 空气龄物理意义:
反映IAQ 反映IAQ:在房间内污染源分布均匀且送风 IAQ: 为全新风时,某点的空气龄越小, 为全新风时,某点的空气龄越小,说明该点 的空气越新鲜,空气品质就越好; 的空气越新鲜,空气品质就越好; 反映房间排污能力:评价空气龄越小的房 反映房间排污能力: 排污能力越强; 间,排污能力越强;
*污染物浓度按照指数规律增加或减少,增减速率取 污染物浓度按照指数规律增加或减少, 决于Q/V Q/V值 决于Q/V值; *换气次数:n=Q/V (次/h):衡量房间通风情况好坏的 换气次数:n=Q/V (次/h): 重要参数;估算房间通风量的依据.(查手册) .(查手册 重要参数;估算房间通风量的依据.(查手册) *名义时间常数:τn=V/Q (s) 名义时间常数:
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送风可及性的定义
在流场不变的条件下,假设某送风口的 在流场不变的条件下, 空气含有示踪气体( 空气含有示踪气体(其余风口不含示踪 气体,房间内部也无源),且浓度为C ),且浓度为 气体,房间内部也无源),且浓度为Cs,i, 则该送风口对空间任一位置在时间τ 则该送风口对空间任一位置在时间τ时的 可及性定义为
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一,均匀混合气流组织的描述参数
充分混合: 充分混合:将房间内的通风看成一定数量的 送风口对一个体积为V的空间送风, 送风口对一个体积为V的空间送风,空间内有 污染源,热源和湿源,同时, 污染源,热源和湿源,同时,又存在一定数 量的出风口将空气排出, 量的出风口将空气排出,所有送风口的送风 量总和等于所有出风口的排风量总和, 量总和等于所有出风口的排风量总和,空间 保持平衡. 保持平衡. 多送风口, 多送风口,多回风口的房间也可等价成为单 送风口和单回风口的房间. 送风口和单回风口的房间.
τ p + τ rl = τ r
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空气龄, 空气龄,残余时间和驻 留时间示意图
进口 进口
τp
点P
τr τr1
出口 出口
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空气龄的频率分布函数 和累积分布函数
从统计角度来看, 从统计角度来看,房间中某一点的空气 由不同的空气微团组成, 由不同的空气微团组成,这些微团的年 龄各不相同. 龄各不相同.因此该点所有微团的空气 年龄存在一个频率分布函数f(τ 年龄存在一个频率分布函数f(τ)和累计 分布函数F(τ)
τn ηa = × 100% 2τ p
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常见送回风形式的换气 效率
ηa≈100% ηa=50~100%
(a)近似活塞流
(b)下送上回
ηa=50%
(c)顶送上回
Hale Waihona Puke ηa≈50%(d)上送上回
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空间各点的换气效率
空间各点的换气效率
τn ε p = ×100% τp
空间各点的换气效率可以大于1 空间各点的换气效率可以大于1,反映了新鲜 空气替换原有空气的有效程度 平均空气龄可以通过测量房间排风处的示踪 气体浓度变化过程而得到
三,污染物排除有效性的描 述参数
污染物含量, 污染物含量,排空时间 排污效率 污染物年龄 污染源可及性
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1.污染物含量和排空时间 1.污染物含量和排空时间
1)污染物含量:污染物包括固体颗粒,微生物,有害 污染物含量:污染物包括固体颗粒,微生物, 气体300多种.利用污染物浓度来衡量室内污染物. 300多种 气体300多种.利用污染物浓度来衡量室内污染物. 主要控制手段:控制污染物浓度. 主要控制手段:控制污染物浓度. 体平均浓度: 体平均浓度:
所以,空气龄是衡量空调房间空气新鲜程 所以, 换气能力的重要指标. 度,换气能力的重要指标.
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与空气龄相关的两个参数
残余时间( 残余时间(Residual lifetime)trl lifetime)t
空气从当前位置到离开房间的时间
驻留时间( 驻留时间(Residence time )tr
空气离开房间时空气龄, 空气离开房间时空气龄,即空气从进入 房间到离开房间的时间. 房间到离开房间的时间.
QC1 m QCs
m V C 2 C1 Q= C 2 Cs τ C 2 Cs
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实际气流的评价方法
实际的气流分布都不会是理想的气流形式, 实际的气流分布都不会是理想的气流形式, 空间各处的参数是不均匀的, 空间各处的参数是不均匀的,且受送回风形 风口位置,类型和数量,风量), ),送风 式(风口位置,类型和数量,风量),送风 参数,污染源的强度和位置影响,因此需要 参数,污染源的强度和位置影响, 对实际气流分布好坏进行评价的方法 根据通风气流的目的, 根据通风气流的目的,气流分布的评价分为 三个方面
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3.送风可及性 3.送风可及性(Accessibility of
Supply Air)
传统的气流组织评价指标, 传统的气流组织评价指标,如空气龄和 换气效率,均反映的是稳态情况. 换气效率,均反映的是稳态情况. 近年来的恐怖袭击和反恐通风,以及 近年来的恐怖袭击和反恐通风, SARS期间有害病毒传播的范围 期间有害病毒传播的范围, SARS期间有害病毒传播的范围,使人们 越来越关注有限时间内送风的有效性. 越来越关注有限时间内送风的有效性.
1 1 τ p = τe = τn 2 2
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换气效率的定义及含义
定义: 定义:实际通风条件下房间平均空气龄与 活塞流下的比值为换气效率( 活塞流下的比值为换气效率(该值不大 ),它反映了新鲜空气置换原有空气 于1),它反映了新鲜空气置换原有空气 的快慢与活塞通风下置换快慢的比较. 的快慢与活塞通风下置换快慢的比较.
通风有效性 排污有效性 能量利用有效性与热舒适
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二,通风有效性描述参数
空气龄 换气效率 可及性
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1. 空气龄(Air Age) 空气龄(Air
最早于20世纪80 最早于20世纪80 20世纪 年代由Sandberg 年代由Sandberg 提出. 提出. 定义:指送风到 定义: 达房间某点的时 间. 实际意义: 实际意义:旧空 气被新空气代替 的速度. 的速度.
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浓度达到C2所需的通风量: 浓度达到C2所需的通风量: C2所需的通风量
Q = exp( τ ) V QC 2 m QCs
当Qτ/V<<1时,exp(- Qτ/V)收敛,级数展开近 /V<<1时 exp(/V)收敛 收敛, 似求解,取前两项得: 似求解,取前两项得:非稳定状态下的全面通风换 气量
① 描述送风有效性的参数:风能否到达,到达的新鲜度; 描述送风有效性的参数:风能否到达,到达的新鲜度; ② 描述污染物排除有效性的参数:污染物到达程度,到 描述污染物排除有效性的参数:污染物到达程度, 达的时间; 达的时间; ③ 与热舒适有关的参数; 与热舒适有关的参数; ④ 若充分混合,用一个集总的参数对房间通风效果进行 若充分混合, 总体评价. 总体评价.
dC V = QCs + m QC dτ
方程的解: 方程的解:
Q m Q C 2 = C1 exp( τ ) + ( + Cs )[1 exp( τ )] V Q V
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Q m Q C 2 = C1 exp( τ ) + ( + Cs )[1 exp( τ )] V Q V
*τ ∞,C2
m (Cs + ) Q
几处典型的空气龄或时间
出口处的空气龄: 出口处的空气龄:出口这一点的空气龄 平均驻留时间: 平均驻留时间:出口空气驻留时间的质量平均 房间平均空气龄: 房间平均空气龄:房间各点空气龄的体平均 体平均的空气龄越小,说明房间里的空气从整 体平均的空气龄越小, 体上来看越新鲜. 体上来看越新鲜. 理想活塞流通风下,驻留时间= 理想活塞流通风下,驻留时间=房间的名义时 通风下 间常数τr=τ 间常数τr=τn=V/Q 空气龄可以用示踪气体方法测量
τ p = ∫ τf (τ )dτ τ p = ∫ [1 F (τ )]dτ
0
∞
∞
0
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什么地方的空气最新鲜? 什么地方的空气最新鲜?
传统上:送风口的入口处.入口处空气龄为0, 传统上:送风口的入口处.入口处空气龄为0 100%的新鲜空气 的新鲜空气, 100%的新鲜空气,陈旧空气被新鲜空气取代的速率 最快. 最快. 全程空气龄概念的提出:为了综合考虑回风, 全程空气龄概念的提出:为了综合考虑回风,混风 和管道内流动过程的整个通风系统的效果而引入. 和管道内流动过程的整个通风系统的效果而引入.
As ,i (τ ) =
∫
τ
0
Ci (t )dt
C s ,i τ
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可及性的物理意义
可及性是流场自身的特性, 可及性是流场自身的特性,与示踪气体 无关 可及性反映了在一定时间内, 可及性反映了在一定时间内,各风口送 风到达空间各点的相对程度 单一风口经过足够长时间后, 单一风口经过足够长时间后,空间各点 的可及性均为1 的可及性均为1 多个风口经过足够长时间后, 多个风口经过足够长时间后,在空间各 点的可及性和为1 点的可及性和为1 ASA ,该风口对某点的贡献 .