基于送回风逆向双气流作用的通风系统和方法

    技术2025-07-06  21


    本发明属于建筑机械通风,特别涉及一种基于送回风逆向双气流作用的通风系统和方法。


    背景技术:

    1、为营造健康舒适的宜居环境,建筑常采用自然通风或机械通风策略来满足室内的热需求及空气品质需求。自然通风依靠室内外空气密度差向室内引入新鲜空气,是一种节能的通风方式,但无法在恶劣天气下(如高温、重室外空气污染)保障室内的健康性和热舒适性。而机械通风能在恶劣天气下保障室内环境的健康性和热舒适性,但消耗能源。因此基于先进气流组织的通风方法是降低建筑通风能耗的重要手段。

    2、在《cheng,y.,&lin,z.(2015).experimental study of airflowcharacteristics of stratum ventilation in a multi-occupant room withcomparison to mixing ventilation and displacement ventilation.indoor air,25(6),662-671.》文章中指出,现有气流组织先进化主要通过创新送风气流来实现,主要包括热浮力驱动型热分层通风方法和送风动量驱动型热分层通风方法。置换通风是热浮力驱动型热分层通风方法的典型代表。置换通风将经过洁净化和热湿处理的空气输送至地面,送风在室内热源作用下向上流动,形成热浮力驱动型的热分层。层式通风是送风动量驱动型热分层通风方法的典型代表。层式通风从侧墙中部向室内水平送风,高效率地将经过洁净化和热湿处理的空气输送至对空气品质和热舒适最重要的区域(即人体头部),形成由送风动量驱动型的热分层。送风动量驱动型热分层通风方法比热浮力驱动型热分层通风方法更节能。与常规通风方法相比(即混合通风),置换通风和层式通风可分别节能25%和44%。

    3、但是仅通过送风气流创新的通风方法面临着送风气流卷吸非工作区空气导致送风效率降低的通风能效瓶颈问题,尤其是送风动量驱动型热分层通风方法。如层式通风由于送风动量占主导,送风气流同时从工作区及位于工作区上部的非工作区卷吸空气,导致工作区和非工作区的相对于送风气流的负压,使得送风气流进入工作区和非工作区。由于非工作区对于空气品质和热舒适没有贡献,进入非工作区的送风气流导致空气品质相关的送风效率和热舒适相关的送风效率降低,从而限制了送风动量驱动型热分层通风方法的能效。


    技术实现思路

    1、为了克服现有技术仅通过送风气流创新的通风方法会面临送风气流卷吸非工作区空气导致送风效率降低的通风能效瓶颈问题,本发明的目的在于提供一种基于送回风逆向双气流作用的通风系统和方法,通过送回风逆向双气流作用,抑制送风气流从非工作区的卷吸、促进送风气流从工作区的卷吸,从而迫使更多的送风气流进入工作区,提高送风效率和能效。

    2、为了达到上述目的,本发明的技术方案为如下。

    3、基于送回风逆向双气流作用的通风系统,其特征在于,将送风口布置在侧墙中部工作区高度,使得送风气流进入工作区;排风口布置在房间顶部,回风口布置在送风口和排风口之间,使得回风气流在送风气流上方造成低压区,回风和送风形成逆向双气流作用,回风气流相对于送风气流逆向从非工作区离开室内,回风气流抑制送风气流从非工作区的卷吸,且增强送风气流从工作区的卷吸,迫使更多的送风气流进入工作区。

    4、基于送回风逆向双气流作用的通风系统的通风方法,包括以下步骤:

    5、经送风口送风,送风气流进入工作区,回风气流相对于送风气流逆向从非工作区离开室内,由于回风气流在送风气流上方造成低压区,降低了送风气流与送风气流上部空间即非工作区的压差,从而抑制了送风气流从非工作区卷吸空气;送风气流从气流上方卷吸的降低,使得送风气流从气流下方即工作区卷吸的增强;由于工作区被送风气流卷吸的空气增大,工作区相对负压增强,更多的送风气流进入工作区,最后经排风口离开室内的空气,排至室外。

    6、经所述回风口离开室内的空气,与室外新鲜空气一同经过洁净化和热湿处理后,由所述送风口再送至室内。

    7、相较于现有技术,本发明的有益效果如下:

    8、1.现有的层式通风将送风口设置在房间中部,将回风和排风整合(即回风和排风共享风口)且设置在远离送风口的位置(通常在房间顶部),送风气流和回风气流不发生相互干扰,送风气流同时从工作区和非工作区卷吸空气。送风气流从非工作区卷吸空气,使得非工作区相对送风气流产生负压,吸引送风气流进入非工作区,导致工作区的送风效率降低。本发明提出的送回风逆向双气流作用的通风方法,将回风口置于排风口和送风口中间,利用回风气流抑制了送风气流从非工作区的卷吸、促进了送风气流从工作区的卷吸,迫使更多的送风气流进入工作区,从而提高工作区的送风效率,降低工作区环境营造能耗。

    9、2.本发明将回风口置于排风口之下,使得回风温度和排风温度存在温差,并且将回风重新利用,降低室内通风负荷。

    10、综上所述,本发明的回风和送风形成逆向双气流作用,回风气流抑制送风气流从非工作区的卷吸,且增强送风气流从工作区的卷吸,可降低室内热舒适环境营造的能耗,对双碳目标的实现有积极推动作用。



    技术特征:

    1.基于送回风逆向双气流作用的通风系统,其特征在于,将送风口布置在侧墙中部工作区高度,使得送风气流进入工作区;排风口布置在房间顶部,回风口布置在送风口和排风口之间,使得回风气流在送风气流上方造成低压区,回风和送风形成逆向双气流作用,回风气流相对于送风气流逆向从非工作区离开室内,回风气流抑制送风气流从非工作区的卷吸,且增强送风气流从工作区的卷吸,迫使更多的送风气流进入工作区。

    2.基于权利要求书1所述的送回风逆向双气流作用的通风系统的通风方法,其特征在于,包括以下步骤:

    3.根据权利要求书2所述的基于送回风逆向双气流作用的通风系统的通风方法,其特征在于,经所述回风口离开室内的空气,与室外新鲜空气一同经过洁净化和热湿处理后,由所述送风口再送至室内。


    技术总结
    基于送回风逆向双气流作用的通风系统和方法,将送风口布置在侧墙中部、排风口布置在房间顶部、回风口布置在介于送风口和排风口;经排风口离开室内的空气,排至室外;经回风口离开室内的空气与室外新鲜空气一同经过洁净化和热湿处理后由送风口再送至室内;送风气流水平地进入室内,送至人体头部位置;回风口相对于送风气流逆向地离开室内,回风气流抑制送风气流从非工作区卷吸空气、促进送风气流从工作区卷吸空气,迫使送风气流进入工作区,提高了送风效率,高能效营造热舒适和健康室内环境。

    技术研发人员:张胜,李雨欣,张霞,马龙霞
    受保护的技术使用者:西安交通大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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