引言

随着建筑业的发展和生活水平的提高，节能和室内空气品质日益成为我们关注的话题。暖通空调用能在建筑能耗中占很大比例。合理地使用置换通风，既能保证室内良好的空气质量，又能降低空调系统能耗；与冷却顶板的结合使用，可以在较高的冷负荷条件下提供高标准的热舒适性和良好的空气品质。因此，置换通风与冷却顶板相结合系统也越来越受到关注。

1.         基本概念及原理

1)        置换通风（Displacement Ventilation）

置换通风是将稍低于室温的新鲜空气经送风装置以低速直接送入工作区，送风速度一般为0.25m/s 左右，送风温度通常低于工作区温度2~4℃，以较凉的新鲜空气扩散到整个室内地面。室内的热源（人员及设备）产生向上的对流气流，如图1所示。新鲜空气随对流气流向室内上部流动形成热羽流。整个流场分为两个区域：上区空气污浊，温度高；下区空气清新，温度低。它是以空气的密度差和小量的机械力为动力。

2)        冷却顶板（The Chilled Ceiling）

冷却顶板空调系统主要靠冷辐射面提供冷量。冷却顶板水管与金属顶板可以制作成一体，直接形成一顶板单元（见图2a），或者通过传热片把水管和金属顶板联结起来，形成一吊顶单元（见图2b），另外水管也可以以毛细管的形式镶嵌在顶板内，组装成一安装单元（见图2c）。

3)        置换通风(简称DV)与冷却顶板(简称CC)相结合系统（Displacement Ventilation Combined with Chilled Ceiling）

置换通风与冷却顶板相结合系统（简称DV/CC系统），是在置换通风（DV）系统和冷却顶板（CC）系统的基础上发展起来的。DV系统通过将新鲜空气以较低的速度直接送到活动区来提供较高的室内空气品质，直接送入的冷风和工作区的温度分层特性可能会引起人体不舒适。因此，送风和室内空气间的温差应该相对小一点，这就限制了DV系统的供冷能力。要提高DV系统的供冷能力，就需要使用辅助的制冷系统，如CC系统，来消除冷负荷。在DV/CC系统中，供冷和通风分工。冷却顶板通过对流和辐射消除部分显热负荷，同时尽可能小的影响分层流动，而DV系统消除污染物、潜热负荷和另一部分显热负荷。因此，通过适当的设计，可以在工作区获得良好的室内空气质量和热舒适性。DV/CC系统特别适用于办公建筑，以及其它具有大的中空区域且湿度随室外空气渗透变化小的建筑物。

2.         热舒适性参数

热舒适性参数包括：空气温度、相对湿度、气流速度和顶板表面温度。

1)        温度分布

在DV/CC系统中存在垂直温度梯度，它表明了层流流动模式和污染物的垂直层流流动。热源附近向上的气流运动会把下层的新鲜空气直接带到呼吸区。另一方面，为了满足人体的热舒适性，垂直温度梯度应较小设置。DV/CC系统的设计应满足合适的垂直温度分层特性。目前，DV/CC系统的设计是基于脚踝和头部之间的垂直温差来满足人体的热舒适性的。

一般，垂直温度梯度取决于由DV系统去除的冷负荷与由冷却顶板去除的冷负荷之比。大多数情况下，由CC系统去除的冷负荷要比由DV系统去除的大的多，从冷却顶板向下的气流流动较强。这样，置换通风的层流流动模式破坏，流动变为混合流，使得温度和污染物浓度分布趋于一致。均匀的温度分布可以提供较好的热舒适性，但是空气质量不好。为了获得好的室内空气质量，我们允许温度梯度的存在，但条件是不能引起不舒适。根据ANSI/ASHRAE标准55-1992规定：垂直温差的上限值为3℃。