工業(yè)凈化廠房多元通風系統(tǒng)

工業(yè)凈化廠房多元通風系統(tǒng)是一個能夠在不同時間、不同季節(jié)利用自然通風和機械通風的不同特性的綜合系統(tǒng)。其基本原理是通過在機械通風和自然通風之間切換以維持良好的室內(nèi)環(huán)境，并且避免建筑全年運行空調(diào)系統(tǒng)所帶來的成本、能源的過度消耗和導(dǎo)致的環(huán)境問題。系統(tǒng)的運行模式隨著季節(jié)的改變而改變，在每一天的任意時刻， 系統(tǒng)的運行模式反映了外部環(huán)境狀況并且充分利用了當時的環(huán)境。

多元通風系統(tǒng)應(yīng)由工業(yè)凈化廠房建筑設(shè)計、內(nèi)部負荷、自然驅(qū)動力、外界環(huán)境決定，應(yīng)能以節(jié)能的方式滿足工業(yè)凈化廠房建筑內(nèi)部環(huán)境要求。辦公樓內(nèi)的控制策略要在運用高級自動控制設(shè)備和使用者對環(huán)境進行直接控制之間找到一個平衡位置，并能較大限度地利用周圍能量，同時控制策略還應(yīng)以較少的能耗獲取所要達到的氣流速度和氣流分布。

多元通風主要方式有三種，即自然通風與機械通風相結(jié)合、風機輔助式自然通風、煙囪和風機輔助式機械通風。第一種方式基于兩個完全獨立的通風系統(tǒng)， 針對不同的室內(nèi)外環(huán)境，控制系統(tǒng)可以在這兩個通風系統(tǒng)中自由轉(zhuǎn)換或者用一種系統(tǒng)來實現(xiàn)一些任務(wù)并利用另一種系統(tǒng)來達到其他目的。例如，在過渡季節(jié)用自然通風，而在夏季或冬季用機械通風，或者在工作時間用機械通風，在夜間用自然通風。第二種方式是在自然通風的基礎(chǔ)上添加一個輔助風機， 當自然風壓比較小或者風量需求增加時，可以用輔助風機增加通風壓強。第三種方式依靠機械通風系統(tǒng)并較大限度地利用了自然動力，它包含了一個阻力很小的機械通風系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中自然動力可以作為必要動力的一部分來考慮。

多元通風的性能預(yù)測：

環(huán)境控制的終目標是為人們提供滿意的空氣品質(zhì)和熱舒適環(huán)境，實現(xiàn)控制目標的環(huán)境控制策略應(yīng)高效節(jié)能、安全，并符合聲學、審美等要求。因此需要分析方法幫助評價和優(yōu)化建筑多元通風的使用效果。隨著環(huán)境及建筑設(shè)計的發(fā)展，有更多的數(shù)據(jù)可供設(shè)計者使用，因此應(yīng)選擇一種分析法或是在設(shè)計的每個階段都有適當?shù)募毠?jié)層次的方法。

由于多元通風是自然通風與機械通風的結(jié)合，人們對其分析方法提出了一系列復(fù)雜的要求，要求有一個全面的方法，既要考慮室內(nèi)外的環(huán)境又要考慮機械系統(tǒng)。例如，多元通風系統(tǒng)在自然通風模式與機械通風模式間轉(zhuǎn)換時，自然通風模式會在空間形成溫度分層，而機械通風模式送入的是混合空氣，不會形成溫度分層，這種分析方法須能解決以上模式的轉(zhuǎn)化并能模擬(可能很復(fù)雜)控制策略本身。此外由于混合通風系統(tǒng)經(jīng)常用于溫度以及室內(nèi)空氣品質(zhì)的控制，這些分析方法要能將熱模型與通風模型相結(jié)合。

對于多元通風理想的分析方法應(yīng)包括對自然通風模型的模擬、機械通風模型的模擬以及控制系統(tǒng)的模擬。許多方法都可以用于分析機械通風與自然通風中氣流流動及能量使用，如簡單的分析及經(jīng)驗方法、多區(qū)域模型方法、區(qū)域模型方法及計算流體動力學的方法。中凈環(huán)球凈化可提供潔凈車間、凈化廠房的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(1)簡單的分析及經(jīng)驗方法。常用于幾何形狀簡單的建筑物，例如，單面通風以及一個建筑中兩個風口的通風。

(2)多區(qū)域模型方法。選擇有代表性的建筑物，多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型可預(yù)測整個建筑的全部風量以及通過風口的單獨流量，但不能預(yù)測建筑物中每個區(qū)域具體的流動狀況，它與大部分多區(qū)域熱模型是兼容的。

(3)區(qū)域模型方法?？蓪⑹覂?nèi)分成若干個充分混合的小區(qū)域，在這些小區(qū)域溫度中，假定像溫度、污染物濃度這樣的參數(shù)的分布是穩(wěn)定的。不同區(qū)域間質(zhì)量流量的計算是通過將驅(qū)動流體流動的因素，如噴射、羽流、邊界層流動等的實驗/分析方法與預(yù)計的壓力分布相結(jié)合。分區(qū)模型可以具有不同的復(fù)雜性，這取決于房間流場的流動特性，可以是一維的、二維的或是三維的。區(qū)域模型使用相對簡單是因為能夠?qū)F(xiàn)有的多房間建筑能耗與氣流分析相結(jié)合，來預(yù)測由自然對流與強制對流共同組成的多元通風的性能。

(4)計算流體動力學方法(CFD)。 將小的幾何區(qū)域再次劃分為大量的網(wǎng)格，在這些網(wǎng)格上建立并求解控制方程。CFD方法特別適用于建筑物內(nèi)部及周圍的氣流運動分析，能對通風空間內(nèi)的氣流運動形式、污染物及溫度分布做出詳細的分析。CFD方法比分區(qū)方法計算起來更耗時，對于采用多元通風的整個建筑全年的運行進行模擬，CFD方法與實際熱模型的結(jié)合不僅超出了許多計算機的計算能力，而且是沒必要的。

由于多元通風與建筑內(nèi)的熱氣流作用存在緊密聯(lián)系，因此在研究多元通風設(shè)計方法時應(yīng)同時考慮二者的影響并將其有效結(jié)合。這一點是目前各種研究方法，包括簡單的設(shè)計方法、分析方法、單區(qū)及多區(qū)域方法以及詳細的計算流體力學方法面臨的共同問題。重點是實現(xiàn)熱流模擬模型與多區(qū)流動模型的有機結(jié)合，這樣就可以考慮建筑內(nèi)的熱氣流作用，并且在很大程度上改善了多元通風系統(tǒng)性能預(yù)測的準確性。這個綜合的模型將能夠預(yù)測多元通風系統(tǒng)的年能耗，它也將因此成為多元通風系統(tǒng)重要的設(shè)計方法。

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