置換通風(fēng)以低速在房間下部送風(fēng)，氣流以類似層流的活塞流的狀態(tài)緩慢向上移動，到達一定高度受熱源和頂板的影響，發(fā)生紊流現(xiàn)象，產(chǎn)生紊流區(qū)。氣流產(chǎn)生熱力分層現(xiàn)象，出現(xiàn)兩個區(qū)域：下部單向流動區(qū)和上部混合區(qū)。空氣溫度場和濃度場在這兩個區(qū)域有非常明顯的不同特性，下部單向流動區(qū)存在一明顯垂直溫度梯度和濃度梯度，而上部紊流混合區(qū)溫度場和濃度場則比較均勻，接近排風(fēng)的溫度和污染物濃度。因此，從理論上講，只要保證分層高度在工作區(qū)以上，首先由于送風(fēng)速度極小且送風(fēng)紊流度低，即可保證在工作區(qū)大部分區(qū)域風(fēng)速低于0.15m／s，不產(chǎn)生吹風(fēng)感；其次，新鮮清潔空氣直接送入工作區(qū)，先經(jīng)過人體，這樣就可以保證人體處于一個相對清潔的空氣環(huán)境中，從而有效地提高了工作區(qū)的空氣品質(zhì)。這種通風(fēng)形式不再*受送風(fēng)的動量控制而主要受熱源的熱浮升力作用，熱污染源形成的煙羽因密度低于周圍空氣而上升。煙羽沿程不斷卷吸周圍空氣并流向頂部。如果煙羽流量在近頂棚處大于送風(fēng)量，根據(jù)連續(xù)性原理，必將有一部分熱濁氣流下降返回。因此在頂部形成一個熱濁空氣層。根據(jù)連續(xù)性原理，在任一個標高平面上的上升氣流流量Qp等于送風(fēng)量Qs與回返氣流流量Qr之和。因此必將在某一個平面上煙羽流量Qp正好等于送風(fēng)量Qs，在該平面上回返空氣量等于零。在穩(wěn)定狀態(tài)時，這個界面將室內(nèi)空氣在流態(tài)上分成兩個區(qū)域，即上部紊流混合區(qū)和下部單向流動清潔區(qū)。
空調(diào)節(jié)能和室內(nèi)空氣品質(zhì)是當(dāng)前暖通空調(diào)界面臨的兩大課題，而置換通風(fēng)能在一定程度上較好地解決這兩個問題。
（1）為了在工作區(qū)獲得同樣的溫度，置換通風(fēng)系統(tǒng)所要求的送風(fēng)溫度高于混合通風(fēng)，這就為利用低品位能源以及在一年中更長時間地利用自然通風(fēng)冷卻提供了可能性，以達到節(jié)能的效果。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，置換通風(fēng)與混合通風(fēng)相比，可以節(jié)約20％一50％的制冷耗費。
（2）置換通風(fēng)可以對工作區(qū)的C02等污染物進行更為有效的控制。它的通風(fēng)效能系數(shù)大于混合通風(fēng)，這樣就能達到改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的目的。

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