Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,*,*,,,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,第8章 空调区的气流组织和空调风管系统,,,,,,Air Conditioning－Chapter 8,空调房间的气流组织,,(,Air Distribution in Air-Conditioning Room,,),送风射流的流动规律,,回风口的气流流动,,空气分布器及房间气流分布形式,,房间气流分布的计算,,气流分布性能的评价,,CFD技术简介,主要内容,,Air Conditioning－Chapter 8,空气从孔口吹出，在空间形成一股气流称为吹出气流或射流送风射流的流动规律,,研究内容：在一定的出风口面积、形式和出风速度条件下，研究气流速度和温度的沿程变化目的：根据射流规律，合理布置送风口的数量和位置，保证人呼吸区或者某个特定区域内的空气的温度、速度、洁净度等参数满足要求。
在室内的气流流场中，回风口汇流的影响范围很小，影响室,内气流运动规律和室内空气参数分布的主要因素是送风射流因此合理选择送风口的形式和数量、布置位置具有重要意义Air Conditioning－Chapter 8,是否受限,温度状况,,,射流,,,等温射流,非等温射流,,,自由射流,,受限射流,,,,在空调工程中常见的情况，多为非等温受限射流现简要说明紊流射流的一般规律Air Conditioning－Chapter 8,一、自由射流,,射流断面直径：,射流扩散角：,（1）等温自由射流,射流轴心速度：,自由射流的数学描述,,Air Conditioning－Chapter 8,（2）非等温自由射流,轴心温度：,射流落差：,二、受限射流,三、平行射流的叠加,,,Air Conditioning－Chapter 8,研究内容：在一定的回风口面积、形式和回风速度条件下，研究气流速度和温度的沿程变化目的：根据汇流规律，合理布置回风口的数量和位置，使其与送风口相配合，保证室内气流的均匀性和稳定性，不出现,“,死角或短路,”,现象回风口的气流流动,,Air Conditioning－Chapter 8,,Air Conditioning－Chapter 8,一、空气分布器的型式,空气分布器的型式,集中射流风口,喷 口,百叶风口,散流器,扇形射流风口,柱型风口,平面扁型射流风口,条缝风口,,,孔板、格栅风口,其他风口,旋流风口,座椅风口,球型风口,,台式送风口,空气分布器及房间气流分布形式,,Air Conditioning－Chapter 8,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,1、喷口,,Air Conditioning－Chapter 8,单层：百叶调角度，一般空调,,双层：对开叶片调风量，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,,☆,,适用：侧送，有导向功能。
上侧送,ADPI,好的范围小，不适于,VAV,2、百叶风口（blades),,Air Conditioning－Chapter 8,活动双层百叶送风口,,可与风机盘管配套，或者用于集中式空调系统,,风口的叶片可在,0-90,度的范围内任意调节，从而得到不同的送风距离和扩散角,,配合对开多叶调节阀，可以调节风量,,Air Conditioning－Chapter 8,,Air Conditioning－Chapter 8,固定百叶侧壁格栅风口,常用于卫生间的回风、电梯、管道口和检修口的装饰,,Air Conditioning－Chapter 8,可开百叶侧壁格栅风口,整个风口呈活门形式，活门与边框间开关自如，有利于安装和与过滤器的配套使用，常用于客房的回风,,Air Conditioning－Chapter 8,固定叶片斜百叶式送风口,叶片固定，倾斜角,24,度可作为送风口或回风口,,有单向和双向斜送风两种,,Air Conditioning－Chapter 8,自垂百叶风口,用于有正压的空调房间的自动排气,,百叶依靠自重自然下垂，隔绝室内外的空气交换，当室内气压高于室外时，气流将百叶吹开，排气，反之，则不行。
Air Conditioning－Chapter 8,遮光百叶风口,用于暗室通风,,Air Conditioning－Chapter 8,适用：吊顶送风,,根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、间距，面积不超过,1,：,1.5,,盘式：平送,,送吸式：上送上回,,直片式：上送或平送,,流线型：下送,3、散流器（celling diffusers),,Air Conditioning－Chapter 8,方矩形散流器:,气流形式为贴附（平送）型,一般用于冷暖送风,,吹出气流贴附型,,结构多为多层锥面型,,室内诱导气流量大，出风气流速度和温度衰减快,圆形散流器,,Air Conditioning－Chapter 8,圆盘散流器,:,一般用于冷暖送风 吹出气流散流（下送）型,圆形斜片散流器,:,,圆形外框，直形叶片，叶片倾斜角,24,度,圆环形叶片散流器,:,,叶片圆环形,,Air Conditioning－Chapter 8,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和局部,,送风均匀，速度衰减快，一般与静压箱一起使用,孔板,,Air Conditioning－Chapter 8,垂直送风，侧送，上送，一般空调工程,格栅风口（Grille),,Air Conditioning－Chapter 8,柱型风口,适用于下部工作区送风,,Air Conditioning－Chapter 8,条缝散流器,(Linear slot diffusers) ADPI,好的范围大，,VAV,合适,,灯具送风散流器,(Light troffer diffusers) ADPI,好的范围大，,VAV,合适,,条缝隔栅风口（,Linear Bar Grille),：一般空调,,适用：内区吊顶，周边吊顶，窗台，地板，上侧送,条缝风口(Linear slot outlets),,Air Conditioning－Chapter 8,活叶条形风口,送风口或回风口,,每一组叶片槽内有两个可调节的叶片，控制气流的方向和大小,,一般安装在天花板上和侧壁上,单组型,多组型,,Air Conditioning－Chapter 8,条形直片风口,用于室内和环形分布的送、回风口,,安装在天花板或侧壁上,,Air Conditioning－Chapter 8,条缝活芯回风口,叶片整体的内芯可以取出，便于安装过滤器,,Air Conditioning－Chapter 8,旋流风口,适用于下送风,出风是旋转射流，诱导比大，速度衰减大，可用于大风量、大温差送风，安装在天花板上或顶棚上，可用于,3,米以内空间，也可用于,10,米以上空间。
顶送冷风散流型,,,顶送热风贴附型,顶送冷风吹出型,,Air Conditioning－Chapter 8,座椅风口,,Air Conditioning－Chapter 8,球型风口,喷口型，高速气流，对指定方向送风，方向可调,,Air Conditioning－Chapter 8,台式送风口,,Air Conditioning－Chapter 8,,Air Conditioning－Chapter 8,空间气流分布的形式,空间气流分布的形式,,上送下回,,侧送侧回,上送上回,下送上回,中送,,散流器送风,孔板送风,同侧送回,异侧送回,中部上送上回,,散流器平送上回,地板下送,,末端装置下送,置换式下送,,Air Conditioning－Chapter 8,（一）上送下回,1,、送风形式,,百叶风口侧送,,顶送,,侧喷口,,孔板送风,,其他,下回：工作区在回流区，衰减好，可利用走廊,,回风：用于办公室、居住建筑,,上回：适用于主要热源在上部，如照明；或回风道,,,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,2、回风形式搭配,,,Air Conditioning－Chapter 8,特点,,,,,工作区为回流区,,,,,噪声限制了射流速度,,,,,射流可贴附吊顶以便延长射流距离,,风口与吊顶距离,,风口射流速度,,风口射流出口角度,,,,,,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,（1）上侧送风,,,,,,,Air Conditioning－Chapter 8,特点,,工作区为回流区，回风可下可上,,散流器的类型决定了工作区的特性,,适用于大跨度、低层高空间，如购物中心、大型办公室、展馆等常用风口：方,/,圆形散流器（贴附型、非贴附型）、条缝散流器,,要求吊顶空间2）散流器吊顶送风,,Air Conditioning－Chapter 8,特点,,通常同侧回风，工作区在回流区,,喷口出流速度高,,适用于高大空间，如影剧院、体育场馆,,（3）喷口送风,,Air Conditioning－Chapter 8,特点,,通常采用下回风,,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静压箱,,适用于高精度空调或净化空调,（4）孔板送风,,Air Conditioning－Chapter 8,,,,（a）,,,,,,,,（b）,（c）,（a）侧送侧回 （b）散流器送风 （c）孔板送风,上送下回气流分布,,Air Conditioning－Chapter 8,（二）上送上回,,,,,,,（a）单侧上送上回 （b）异侧上送上回 （c）散流器上送上回,,Air Conditioning－Chapter 8,,Air Conditioning－Chapter 8,地板下送,,末端装置下送,,置换通风下送上回,（三）下送上回,末端装置下送,,,,,Air Conditioning－Chapter 8,区分地板送风和置换通风？,地板下送风,,Air Conditioning－Chapter 8,地板送风空调系统示意图,,,Air Conditioning－Chapter 8,CAM空调机工作示意图,,Air Conditioning－Chapter 8,,区域置换通风空调原理示意图,,,Air Conditioning－Chapter 8,置换通风空调效果模拟图,,,Air Conditioning－Chapter 8,实际气流分布形式,三种典型的送风形式：混合通风、置换通风、个性化送风,,Air Conditioning－Chapter 8,,,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,（四）中送,,,,,,,,,,,,（a）,（b）,,,,Air Conditioning－Chapter 8,1.,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布置在负荷处,,2.,回风形式,,走廊回风,,吊顶回风,,管道回风,（五）回风口和回风形式,,Air Conditioning－Chapter 8,走廊回风,,Air Conditioning－Chapter 8,（六）风口选择、布置的要点,（1）考虑工作区的温度衰减、速度衰减，贴附长度,送风可到达的区域,1,、由室内负荷确定送风量、送风温差,,2,、根据建筑空间的特点选择流型和风口类型,,3,、,确定每个风口的流程或服务范围,,4,、由工作区最大允许风速、流程求送风速度,,,5,、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,,,6,、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,,,7,、由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格,,,8,、对于贴附射流需要校核贴附长度,,若不满足要求,,,加大,Vo,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,,( 2 ) 风口选择的方法,,Air Conditioning－Chapter 8,达到控制速度和温度时气流位置,,,,,,,扩散距离,,,射,,程,范例：顶送,,Air Conditioning－Chapter 8,第四节 房间气流分布的计算,5-12 a 空气分布方式及计算条件,一、 一般气流分布的计算方法,,Air Conditioning－Chapter 8,5-12 b 空气分布方式及计算条件,,Air Conditioning－Chapter 8,5-12 c 空气分布方式及计算条件,,Air Conditioning－Chapter 8,5-12 d 空气分布方式及计算条件,,Air Conditioning－Chapter 8,二、 孔板送风的计算方法,,Air Conditioning－Chapter 8,5-19 a 管道式局部孔板,,Air Conditioning－Chapter 8,5-19 c 静压室全面孔板,,Air Conditioning－Chapter 8,第五节 气流分布性能的评价,一、不均匀系数,,Air Conditioning－Chapter 8,,Air Conditioning－Chapter 8,针对舒适性空调,,Air Diffusion Performance Index,,ADPI=,（,-1.7<,△,ET<1.1,）测点数,/,总测点数×,100%,,有效温差△,ET=,（,T-T,n,）,-7.66,（,V,i,-0.15),二、空气分布特性指标（ADPI指标）,,Air Conditioning－Chapter 8,常见送回风形式的换气效率,,,η,>1,,,ε,≈,100,％,(a)近似活塞流,,,(b)下送上回,,,,η,<1,,ε≈,50,％,(d)上送上回,,,,,η≈,1,,ε,＝,50,％,(c)顶送上回,,η,>1,,ε,＝,50,～,100,％,三、换气效率,,Air Conditioning－Chapter 8,四、能量利用系数,,Air Conditioning－Chapter 8,Computational Fluid Dynamics,（计算流体动力学）,,,简单地说，,CFD,相当于,",虚拟,",地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。
而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况可以认为,CFD,是现代模拟仿真技术的一种第六节 、CFD技术简介,1、what is CFD?,,Air Conditioning－Chapter 8,,Air Conditioning－Chapter 8,CFD,是一种模拟仿真技术，在暖通空调工程中的应用主要在于模拟预测室内外或设备内的空气或其他工质流体的流动情况以预测室内空气分布为例，目前在暖通空调工程中采用的方法主要有四种：射流公式，,Zonal model,，,CFD,以及模型实验2、为什么用CFD?,,Air Conditioning－Chapter 8,预测方法,,比较项目,射流公式,ZONAL MODEL,,CFD,,模型实验,房间形状复杂程度,简单,较复杂,基本不限,基本不限,对经验参数的依赖性,几乎完全,很依赖,一些,不依赖,预测成本,最低,较低,较昂贵,最高,预测周期,最短,较短,较长,最长,结果的完备性,简略,简略,最详细,较详细,结果的可靠性,差,差,较好,最好,适用性,机械通风，且与实际射流条件有关,机械和自然通风， 一定条件,机械和 自然通风,机械和自然通风,,Air Conditioning－Chapter 8,通风空调空间气流组织设计,,,建筑外环境分析设计,,,建筑设备性能的研究改进,,3、CFD在暖通空调中的应用,,Air Conditioning－Chapter 8,,Introduction,CFD is rapidly becoming a practical tool to optimise the design of HVAC by predicting the thermal environment within buildings.,,Software has developed to a stage where standard models can be set up that designers and even sales engineers can use.,,Air Conditioning－Chapter 8,3D,traverse,apparatus,Air-Conditioning,unit,Schematic Diagram,Model Room,,Artificial Climate Room,,Air Conditioning－Chapter 8,Living Room Type,Temp. = 46C,,Sink,,Air-Conditioning unit,Outside of Temp. = 0 C,Neighboring Temp. = 10 C,,Air Conditioning－Chapter 8,Measured,Computed,Center Plane of Air Conditioner,,Air Conditioning－Chapter 8,Center Plane of Model Room,Measured,Computed,,Air Conditioning－Chapter 8,,Temperature Profiles,,,●,,Air Conditioning－Chapter 8,某体育馆空调送风速度分布图,,,Air Conditioning－Chapter 8,某会议室侧送风形成的速度分布,,,Air Conditioning－Chapter 8,某空调客车内部空气气流组织图,,Air Conditioning－Chapter 8,,,基础研究,,室内空气流动的简化模拟：美国,MIT,，中国清华大学,,室内外空气流动的大涡模拟：美国,MIT,、日本东京大学,,室内空气流动模拟和建筑能耗的耦合模拟：美国,MIT,4、国内外研究动态,,Air Conditioning－Chapter 8,,,应用研究,,VOC,散发的数值模拟：美国,MIT,等，借助,CFD,研究室内有机散发污染物在室内的分布，研究室内,IAQ,问题；,,洁净室的数值模拟：中国清华大学等；对型式比较固定的洁净室空调气流组织形式进行数值模拟，指导工程设计；,,自然通风的数值模拟：美国,MIT,、香港大学等，主要借助大涡模拟工具研究自然通风问题；,,置换通风的数值模拟：美国,MIT,、丹麦,Aalborg,大学、中国清华大学等，如地板置换通风、座椅送风等；,,高大空间的数值模拟：中国清华大学等，以体育场馆为主的高大空间的气流组织设计及其与空调负荷计算的关系研究,空调风管系统的设计,风管的分类,,通风管道配件,,风量调节阀和定风量调节器,,风机与风管的连接,,空调系统风管内的压力分期分布,,空调系统风管内的空气流速,风管的分类,,按材质,,,按工作压力,,,按断面形状,通风管道配件,,通风管道配件,,风量调节阀和定风量调节器,,风机与风管的连接,,通风机进、出口与风管的正确连接，可保证达到风机的铭牌性能。
如果处理不当，会造成局部压力损失增大，导致系统风量的严重损失即使风管系统阻力计算做得很精确，也无法得到弥补为此，在进行系统设计布置时必须给以足够的注意风机吸入侧的连接,,风机压出侧的连接,,风管测定孔,,风管检查孔,,单风机系统的压力分布,,双风机系统的压力分布,,空调系统风管内的风速及部分部件的面风速,暖通空调部件的设计风速,,对消声有严格要求的空调系统，风管和出风口的最大允许风速,高速送风系统中风管的最大允许风速,空调系统风管的水力计算,,假定流速法,,,,其特点是先按技术经济要求选定风管流速，然后再根据风道内的风量确定风管断面尺寸和系统阻力假定流速法的计算步骤,,① 绘制空调系统轴侧图，并对各段风道进行编号、标注长度和风量管段长度一般按两个管件的中心线长度计算，不扣除管件本身的长度假定流速法的计算步骤,假定流速法的计算步骤,②确定风道内的合理流速,,,必须根据风管系统的建设费用、运行费用和气流噪声等因素进行技术经济比较，确定合理的经济流速假定流速法的计算步骤,假定流速法的计算步骤,考虑不同噪声要求下风管推荐风速,,假定流速法的计算步骤,③根据各风道的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸，计算沿程阻力和局部阻力。
根据初选的流速确定断面尺寸时，应按前面的通风管道统一规格选取，然后按照实际流速计算沿程阻力和局部阻力注意阻力计算应选择最不利环路（即阻力最大的环路）进行假定流速法的计算步骤,④ 与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算为保证各送、排风点达到预期的风量，必须进行阻力平衡计算一般的空调系统要求并联管路之间的不平衡率应不超过15%若超出上述规定，则应采取下面几种方法使其阻力平衡a．在风量不变的情况下，调整支管管径b．在支管断面尺寸不变情况下，适当调整支管风量c．阀门调节,,假定流速法的计算步骤,,⑤ 计算系统总阻力系统总阻力为最不利环路阻力加上空气处理设备阻力⑥ 选择风机及其配用电机假定流速法的计算步骤,。