Như đã biết, mục đích thơng gió và điều hịa khơng khí là thực hiện sự thay đổi khơng khí trong nhà đã bị ơ nhiễm bởi nhiệt, ẩm, bụi ... bằng khơng khí mới đã được xử lý trước (ĐTKK) hoặc bằng khơng khí ngồi trời (thơng gió). thực chất là tác động vào hệ (tức khơng khí trong nhà) tác nhân điều khiển K để đưa hệ về trạng thái cân bằng mong muốn. như vậy việc trao đổi khơng khí trong nhà đóng vai trị rất quan trọng trong và ĐHKK.
97
Sự trao đổi khơng khí trong nhà được thực hiện nhờ sự chuyển động của khơng khí. Có thể nhận thấy trong nhà có các dịng khơng khí ln chuyển sau:
Trước hết, do trong nhà có thải nhiệt từ các nguồn nhiệt nên có chênh lệch nhiệt độ khơng khí ở các vị trí khác nhau, kết quả là xuất hiện các dịng khơng khí đối lưu tự nhiên (đối lưu nhiệt). Các dịng đối lưu tự nhiêncó chiều chuyển động như sau: dịng khí nóng bốc lên cao, dịng khí lạnh chuyển động xuống thấp. Trong nhiều gian máy người ta đã thực hiện thơng gió nhờ các dịng đối lưu tự nhiên nhiệt này. Ngồi ra, trong nhà cịn có thể có các nguồn thải ẩm, chúng cũng tạo ra sự chênh lệchmật đoọ khơng khí ở các điểm khác nhau và do đó cũng góp phần làm xuất hiện dịng đối lưu tự nhiên.
Khi trong nhà có thơng gió cưỡng bức hoặc có ĐTKK sẽ có dịng đối lưu cưỡng bức từ các miệng thổi gió thốt ra dưới dạng các luồng khơng khí mà cấu trúc của chúng sẽ được nghiên cứu kĩ hơn ở phần tiếp theo . Trong đại đa số trường hợp, dịng đối lưu cưỡng bức ln đóng vai trị quyết định đối với sự trao đổi khơng khí trong nhà. Đặc biệt khi dòng đối lưu cưỡng bứcxâm nhập vào dòng đối lưu tự nhiên sẽ tạo ra sự xáo trộng khơng khí mãnh liệt, tạo hiệu quả trao đổi khơng khí cao.
Đồng thời với các dòng đối lưu cưỡng bức và đối lưu tự nhiên cịn có dịng đối lưu khuếch tán do sự xâm nhập của khơng khí xung quanh đi vào luồng do có chênh lệch tốc đổ ở trong và ngồi biên của luồng. Dịng đối lưu khuếch tán góp phần rất quan trọng tạo ra sự xáo trộn khơng khí trong tồn khối tích khơng khí trong nhà, đăc biệt trường hợp số lượng miệng thổi gió chỉ có hạn. Sự khuếch tán của khơng khí xung quanh đi vào luồng chính cịn có tác dụng làm suy giảm tốc độ khơng khí khá đồng đều ở vùng làm việc với trị số cho phép (thơng thường tốc độ gió ra khỏi miệng thổi lớn gấp nhiều lần tốc độ ở vùng làm việc. Vùng làm việc là khoảng không gian sàn đến độ cao 2 m).
Chính vì những lí do đã nêu trên mà vị trí miệng thổi gió được bố trí ở đâu sẽ ảnh hưởng khơng nhỏ tới sự trao đổi khơng khí trong phịng.
Khi trong phịng có bố trí hệ thống hút thì sẽ có dịng đối lưu cưỡng bức ở gần các miệng hút. Dòng đối lưu cưỡng bức gần miệng hút cũng đóng vai trị quan trọng khi trong nhà có bố trí thơng gió hệ thống hút. Cịn khi có bố trí miệng hút lấy gió hồi trong hệ thống ĐTKK thì dịng này chỉ có tác dụng mạnh ở phạm vi gần miệng hút, còn ở xa hơn tác dụng rất yếu,do đó vị trí của miệnggió hồi khơng ảnh hưởng nhiều đến trao đổi khơng khí trong nhà khi có ĐTKK.
Ngồi ra, khi dịng đối lưu cưỡng bức có nhiệt độ khác với nhiệt độ khơng khí trong phịng (trường hợp có dịng khí lạnh hoặc khí nóng từ miệng thổi gió
98
của hệ thống ĐTKK) cịn có dịng đối lưu tự nhiên bên trong dòng đối lưu cưỡng bức do dịng khơng khí đẳng nhiệt: dịng khơng khí lạnh sẽ có xu hướng chuyển động từ trên cao xuống dưới thấp, còn dịng khơng khí nóng sẽ bốc lên cao. Như vậy, khi bố trí miệng thổi gió của hệ thống ĐTKK cần chú ý đến tính chất của dịng đối lưu cưỡng bức khơng đẳng nhiệt: cố gắng cấp gió lạnh từ trên cao, cấp gió nóng từ dưới thấp.