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1、第六章 长沙理工大学能源与动力工程学院 室内气流组织与末端设备 2 为什么要考虑气流分布 送回风有哪些组织形式 不同气流组织形式有哪些特点 有哪些不同种类的风口 它们的特点是什么 气流分布的设计需要考虑哪些问题 主要要解决的问题 3 正确求出负荷 送风状态参数和送风量 然后全部送入室内 是不是就可以解决室内环境问题 非也 气流分布对工作区的温度 速度和洁净度有重要影响 气流分布影响了送风量 送风温差 从而影响设备投资和运行费 送回风形式影响土建与室内设计 为什么要考虑气流分布 4 气流分布与风口布局如何影响空调质量 对送风温差和送风速度的衰减 工作区参数的均匀性 居住者的吹风感 特殊工艺对风速
2、的要求 对送风温差和送风速度的衰减 工作区空气的新鲜程度 空气年龄 空调负荷 5 送风口的形式与特点 送风形式 上侧送 吊顶送风 侧喷口送风 孔板送风 6 送风口的形式与特点 等温射流与非等温射流送风口长宽比小于10 射流温度与房间温度相同 且周围空间相对射流断面大得多 气体流动不受界面固体限制 等温自由射流 射流温度与房间温度不同时 称之为非等温射流 射流温度高于室内空气温度为热射流 反之为冷射流 空调工程多为非等温射流 射流边界受房间边壁影响时 称为受限射流 7 送风口的形式与特点 上送下回侧送侧回 散流器送风 孔板送风 上送上回单侧上送上回 异侧上送上回 贴附散流器上送上回 下送上回地板
3、下送 末端装置下送 置换式下送 中送风大空间建筑 工位送风 8 上侧送风 9 上侧送风 工作区为回流区 射流可贴附吊顶以延长射流距离 射流距离与以下因素有关 风口与吊顶距离 风口射流速度与温度 风口射流出口角度 噪声限制了射流速度 适用跨度有限 高度不太低的空间 如客房 办公室 小跨度中庭 以及工业建筑 常用百叶风口 10 典型上侧送风的温度场 设计标准26 6 送风温差 送风温度20 风口尺寸0 5m 0 1m 风量0 1m3 s 出口风速2m s 风口距吊顶0 1m 11 典型上侧送风的速度场 设计标准26 6 送风温差 送风温度20 风口尺寸0 5m 0 1m 风量0 1m3 s 出口风
4、速2m s 风口距吊顶0 1m 12 降低送风速度的温度场 6 送风温差 送风温度20 风口尺寸0 6m 0 3m 出口风速0 55m s 13 降低送风速度的速度场 14 加大送风温差 减小送风量的效果 12 送风温差 送风温度14 风口尺寸0 5m 0 1m 风量0 05m3 s 出口风速1m s 贴附距离短 气流短路 排热不良 导致超温 15 加大送风温差的速度场 气流短路严重 大面积滞流区 16 风口的位置 风口向吊顶贴进 可改进气流风布 风口距吊顶0 1m 风口紧贴吊顶 17 散流器平送流型 t 6 贴附型 18 工作区为回流区 回风可上可下 散流器型式决定工作区特性 适用大跨度 低
5、层 高空间 如购物中心 大型办公室 展馆等 常用风口 方形 圆形散流器 贴附 非贴附型 条缝型散流器 要求吊顶空间 房间控制温度26 6 送风温差 送风温度20 风量0 15m3 s 顶棚回风 19 通常同侧回风 工作区在回流区 喷口出流速度高 噪声大 适用于高大空间 如影剧院 体育馆 20 高大空间直筒喷口送风 人员负荷部分位于地面 24KW 灯光负荷位于屋顶 50KW 送风口距地8m 送风温度20 送风温差6 总风量3 5 回风口位于地面 21 直筒喷口送风 送风温差6 空间不够高 22 23 通常采用下送风 温度场和速度场均匀 送风量大 20 150次 小时 运行费高 要求吊顶空间作送风
6、静压箱 适用于高精度空调或净化空调 24 回风形式搭配 下回 工作区在回流区 衰减好 可利用走廓回风 用于办公室 居住建筑 上回 适于主要热源在上部 如照明 回风道不好布置的场合 可利用吊顶 单侧 百叶风口上下送 风机盘管 条缝风口 异侧 条缝风口 条缝散流器 风机盘管 送吸散流器 上送 上送下回 25 中送 可采用上下回风或下回 不管上部空间 适用于高大空间 如高大中庭 高大厂房 东京鹿岛大厦中庭 26 下送 风机盘管下送下回或上回 地板送吊顶回 地板送地板回 置换通风下送上回 地板送风 置换通风 27 置换通风 displacement 的原理 冷新风下部进入 贴地形成新风湖 受热源作用遇
7、热上浮 形成烟羽流 烟羽流卷吸周围空气至顶棚排出 28 下送上回的负荷分析 上部负荷由排风承担 实际室内负荷减小 排风温度提高 新风负荷减小 平均室温提高 室内外温差造成的负荷减小 其它可能 送风量可以减小 风机能耗降低 送风温度可以提高 冷源能耗降低 29 工位送风 工位送风 背景送风工位送风仅负责工位空间 保证热舒适和空气质量 背景送风负责大环境 环境温度可以偏高 可以全回风 负荷特点 室内平均温度高 与下送上回有相似之处 有可能减小新风负荷 汽车送风口 飞机送风口 30 回风口及回风形式 回风口汇流 位置 形状影响不大 不应布置在射流区 防止短路 有集中负荷处要尽量把回风口放在负荷处 提
8、高通风效率 排污效率 回风形式走廊回风吊顶回风管道回风 31 注意供冷与供暖工况的区别 按夏季供冷工况设计的气流分布 冬季可能造成热空气送不下来 室内温度梯度过大的问题冬季送暖风应该进行认真的校核 或采取不同的措施提高送风速度 减小送风口面积 减小送风温差 加大送风量 采用与夏季不同的送风方式 32 评价指标 ADPI 空气分布特性指标 AaiDiffusionPerformanceIndex ADPI 1 7 ET 1 1 测点数 总测点数 100 有效温差 ET ti tn 7 66 vi 0 15 ADPI Tv L曲线 Tv是风速达到0 25m s时的距离 L是特征长度 即射流负责的区
9、域长度 射程Tv vX 0 5m s或vX 0 25m s处的距离 与喷射风速有关 噪声 与喷射风速有关 阻力 阻力系数一般为常数 风量 有额定风量范围 风速范围 33 风口种类 百页风口散流器条缝风口旋流风口投射风口格栅风口孔板风口回风口 金属网格 栅 百叶其他 座椅风口 置换风口 34 风口种类 百叶风口 Blades 适用侧送 有导向功能 上侧送ADPI好的范围小 不适于VAV类型单层 百叶调角度 一般空调双层 两层百叶调角度 高精度空调三层 对开叶片调风量 两层百叶调角度 高精度空调 35 风口种类 吊顶散流器 Ceilingdiffusers 适用吊顶送风 特点根据顶棚形状和定型产品
10、样本建议的流程 间距 负责面积形状不超过1 1 5类型盘式 平送送吸式 上送上回直片式 向下送或平送流线型 向下送 贴附型圆形散流器 贴附型盘式散流器 贴附型方形散流器 散流器喉部的蝶阀 36 直片型散流器 平送或下送 灯具送风散流器 条缝型散流器 37 条缝风口 条缝散流器 linearslotdiffusers ADPI好的范围大 VAV合适 灯具送风散流器 Lighttrofferdiffusers ADPI好的范围大 VAV合适 条缝格栅风口 LinearBarGrille 一般空调 适用 内区吊顶 周边吊顶 窗台 地板 上侧送 38 旋流风口 适合地下送风 气流迅速扩散 39 地板送
11、风的不同形式 香港汇丰银行的地板送风 40 东京大林组本部地板送风及送风口 41 投射喷口 用于自由射流 高大空间集中送风根据工作区长度与落差来选取喷口格栅风口 Grille 垂直送风 侧送 上送 一般空调工程孔板 送风速度3m s以上全面孔板 送风温差大于等于3 出现平行流 适于超净 小风速 小温差出现不稳定流 衰减好 适于温 速精度高 用法有全面或局部 回风口 金属网格 栅 百叶 42 其它类型风口 大坂中央体育馆椅背送风 置换通风口 座椅送风 上海歌剧院座椅腿送风 43 风口选择要点 由室内负荷确定送风量 送风温差根据建筑空间的特点选择流型和风口类型确定每个风口的流程或服务范围由工作区最
12、大允许风速 流程求送风速度求工作区最大温度波动 若超标准 需要调整设计 再重新核算 由每个送风口的服务范围求送风口个数和每个送风口的送风量 由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格 对于贴附射流需要校核贴附长度 若不满足要求 加大V0或减小送风温差 还要根据房间高度调整风口至顶棚的距离 44 气流分布的设计方法 对于常规空间与常规送风形式利用射流经验公式设计或者校核计算 例如普通百页风口侧送风喷口送风顶送散流器孔板送风 对于非常规空间与非常规送风形式采用CFD方法进行设计与校核计算 例如高大空间置换通风座椅送风工位送风 45 射流经验公式法 考虑工作区的温度衰减 速度衰减 贴附长度温度衰减
13、tx t0速度衰减 Vx V0贴附长度 xl 针对依靠贴附的射流 送风可达到的区域 46 侧送风风速要求 送风口出流速度 保证回流平均速度小于工作区允许速度 如舒适空调冬季室内风速不大于0 2m s 夏季不大于0 3m s 空调房间送风速度限制在2 5m s 居住建筑取2m s 见表8 4 侧送风计算方法 基本要求 47 侧送风计算 1 选送风口类型 确定紊流系数 布置风口 确定射流x A 0 5 2 选送风温差 计算送风量L和换气次数n L Q c tn L V3 确定送风口出流速度 假设送风速度v0 按式 8 11 计算 按式 8 10 校核 4 确定送风口数量 式 8 12 5 确定送风
14、口尺寸 式 8 14 6 校核射流贴附长度和房间高度 按式 8 6 计算Ar数 查贴附长度 按式 8 15 校核房间高度 掌握侧送风计算方法 基本要求 48 散流器送风计算 1 空调分区 按房间长度 高度查附录33 确定室内平均风速 2 选送风温差 计算送风量L 式 8 16 3 查附录33 根据风量确定送风速度和散流器尺寸 4 按送风口最小允许风速校核口噪音 5 选散流器型号 校核射程 附录34 掌握散流器送风计算方法 基本要求 49 集中送风计算 1 确定送风落差 2 确定送风射程 3 选择送风温差 计算送风量 4 计算射流末端平均速度 出口速度在4 10m s 平均速度0 2 0 5m
15、s 式 8 17 计算出口速度 式 8 18 19 计算平均速度 5 计算送风口数量 掌握集中送风计算方法 基本要求 50 案例分析 建筑为21 5 18 5 45米的大跨度房间 吊顶下南北方向有四根40cm高的主梁 东西方向距北墙10米左右有四根立柱并列 座位103个 北墙与立柱之间有82个座位 立柱以南有21个座位 正厅的墙均为内墙 门均为内门 外部有走廊环绕 走廊有外墙 外窗 外墙为500毫米砖墙 内墙为木框玻璃幕墙 屋顶为双脊大屋顶 有吊顶 地板为底层地面 全覆盖地毯 走廊吊顶可以走风道 屋顶不允许走风道 某会议厅 建筑概况 51 气流组织方案 目前采用的气流组织方式是东 北 西侧三面
16、上侧送下侧回 送风口中心距地面4米左右 采用全空气系统 喷水室处理空气送风口为单层竖百叶风口 每侧五个风口 规格为300 600mm风量可手动调节人员感到吹风感时减小送风量在送风口上加了导向罩送风口中心线距吊顶约1 5m存在的问题人员有吹风感 主席位最严重采用多种措施 吹风感问题未解决风口加导向罩减少送风量 降低送风速度 52 可能的原因 东西侧射流与北侧射流正交 造成冷射流碰撞下坠 射程变短 使得风口附近出现局部温度低并且有吹风感 要保证射流的流程 风口的出口风速不应随便降低 因为降低风速会使流程变短 其次夏季用喷水室冷却空气时 如果仅仅减小风量以降低风速 而没有辅以相应的冷水量或水温调节手段 送风温差必然会加大 从而恶化气流组织 现有的风口为单层竖百叶风口 这种风口的气流衰减效果差 只适合一般降温要求的空调工程 不适于高标准要求的舒适性空调 现有的送风口轴心距顶棚有1 5m 而且出流没有上倾角 因此冷射流贴附效果不好 经校核计算几乎没有贴附效果 如何校核贴附长度 53 可能的改进办法 可能的条件下采用吊顶送风 采用双层百页风口 出流保持上倾角 采用定风量 改变送风温差来调节负荷 调
