(完整版)第二章-通風(fēng)系統(tǒng)介紹(一)課件

1、1通風(fēng)工程同濟大學(xué) 機械工程學(xué)院暖通空調(diào)及燃?xì)庋芯克?013年第二章通風(fēng)系統(tǒng)介紹（一）2本章提綱風(fēng)口與風(fēng)機（課本沒有）局部通風(fēng)、全面通風(fēng)和置換通風(fēng)事故通風(fēng)建筑防排煙通風(fēng)系統(tǒng)的功能及組成功能-改善室內(nèi)的空氣環(huán)境排風(fēng)-把不符合衛(wèi)生要求的空氣排出室外進風(fēng)-把新鮮空氣或經(jīng)過凈化的空氣送進室內(nèi)3通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)路徑通風(fēng)動力源風(fēng)管風(fēng)口氣流組織風(fēng)機熱壓風(fēng)壓凈化設(shè)備4第一節(jié)風(fēng)口和風(fēng)機5風(fēng)口(一)評價指標(biāo)射程Tv： Vx=0.5m/s 或 Vx=0.25m/s 處的距離。與噴射風(fēng)速有關(guān)。噪聲：與噴射風(fēng)速有關(guān)。阻力：阻力系數(shù)一般為常數(shù)風(fēng)量：有額定風(fēng)量范圍，出口風(fēng)速范圍6風(fēng)口7風(fēng)口種類百頁風(fēng)口散流器條縫風(fēng)口旋流風(fēng)口投射

2、風(fēng)口格柵風(fēng)口孔板風(fēng)口回風(fēng)口：金屬網(wǎng)格、柵、百葉其他：座椅風(fēng)口、置換風(fēng)口81、百頁風(fēng)口(Blades)：適用側(cè)送，有導(dǎo)向功能頂送，送風(fēng)速度低，送風(fēng)均勻度不好類型單層：百葉調(diào)角度，一般空調(diào)雙層：兩層百葉調(diào)角度，高精度空調(diào)三層：對開葉片調(diào)風(fēng)量，兩層百葉調(diào)角度，高精度空調(diào)風(fēng)口種類9雙層(三層)百頁風(fēng)口10風(fēng)口種類2、吊頂散流器 Ceiling diffusers 適用吊頂送風(fēng)特點適宜用在層高較低且面積較大區(qū)域，可進行均勻布置類型盤式（圓形）：平送 直片式（方形）向下送或平送11貼附型盤式散流器風(fēng)口種類12種類：方型散流器(貼附型)13貼附型圓形散流器(平送)14直片型散流器(平送或向下送)15風(fēng)口種類

3、3、條縫風(fēng)口(Linear slot outlets)：條縫散流器(linear slot diffusers) 送風(fēng)速度高，送風(fēng)均勻度好條縫格柵風(fēng)口(Linear Bar Grille)：一般空調(diào)適用：內(nèi)區(qū)吊頂，周邊吊頂，窗臺，地板，上側(cè)送16條縫型散流器17條縫格柵風(fēng)口吊頂送風(fēng)18風(fēng)口類型 4. 旋流風(fēng)口水平旋流送風(fēng)，誘導(dǎo)比高，氣流溫度和風(fēng)速可迅速下降使用場合與散流器接近要求高于一定層高風(fēng)口類型19可調(diào)式旋流風(fēng)口適用于層高很大的公用建筑空調(diào)可調(diào)式導(dǎo)流葉片可送出橫向、斜向或垂直方向的旋轉(zhuǎn)氣流20風(fēng)口類型采用旋流風(fēng)口，氣流迅速擴散5. 地板送風(fēng)風(fēng)口21地板送風(fēng)的不同方式22香港匯豐銀行的地板送

4、風(fēng)23香港匯豐銀行的地板送風(fēng)24東京大林組本部的地板送風(fēng)25東京大林組本部的地板送風(fēng)口26風(fēng)口種類5. 投射噴口 用于自由射流，高大空間集中送風(fēng) 根據(jù)工作區(qū)長度與落差來選取噴口27風(fēng)口種類6、格柵風(fēng)口(Grille)：垂直送風(fēng)，側(cè)送，上送，空調(diào)工程回風(fēng)口風(fēng)口種類7、孔板：通常采用下回風(fēng)溫度場和速度場均勻送風(fēng)量大(20150次/小時)，運行費高要求吊頂空間作送風(fēng)靜壓箱適用于高精度空調(diào)或凈化空調(diào)2829座椅送風(fēng)的不同形式30上海歌劇院的座椅腿送風(fēng) 31大坂中央體育館：椅背送風(fēng) 32風(fēng)機離心風(fēng)機軸流風(fēng)機貫流風(fēng)機例題 2012關(guān)于通風(fēng)機風(fēng)壓的說法，正確的應(yīng)是下列哪項A 離心風(fēng)機的全壓與靜壓數(shù)值相同B

5、軸流風(fēng)機的全壓與靜壓數(shù)值相同C 軸流風(fēng)機的全壓小于靜壓D 離心風(fēng)機的全壓大于靜壓33風(fēng)機參數(shù)風(fēng)機風(fēng)量L（m3/h）、風(fēng)壓p（Pa）、電機功率N風(fēng)機的有效功率Ny、軸功率Nz，配用電機功率N34例2012某建筑全面通風(fēng)系統(tǒng)，計算總風(fēng)量10000m3/h，計算總壓力損失300Pa，當(dāng)?shù)卮髿鈮?atm，假設(shè)空氣溫度20，若選用風(fēng)系統(tǒng)全壓效率0.65，機械效率0.98，在選擇通風(fēng)機時，風(fēng)機的配用電機容量應(yīng)該為？（風(fēng)機風(fēng)量按計算風(fēng)量附加5%，風(fēng)壓按計算阻力附加10%）電機容量安全系數(shù)K=1.3（N：12kW）35第二節(jié)局部通風(fēng)、全面通風(fēng)和置換通風(fēng)37本節(jié)提綱局部通風(fēng)全面通風(fēng)置換通風(fēng)不同氣流分布房間的溫度

6、場特點風(fēng)量平衡與熱平衡不同氣流分布預(yù)測方法的特點比較 38一、局部通風(fēng)定義： 利用局部氣流在局部工作區(qū)造成不受有害物污染的空氣環(huán)境。39（一）局部排風(fēng)排風(fēng)罩：捕集有害物凈化設(shè)備：凈化空氣，達到排放指標(biāo)風(fēng)管：空氣通道、連接設(shè)備風(fēng)機：提供動力40（二）局部送風(fēng)送風(fēng)口：進行氣流組織空氣處理設(shè)備：對空氣進行熱濕處理風(fēng)管：輸送空氣風(fēng)機：提供動力41工位送風(fēng)背景送風(fēng)工位送風(fēng)僅負(fù)責(zé)工位空間，保證熱舒適和空氣質(zhì)量背景送風(fēng)負(fù)責(zé)大環(huán)境，環(huán)境溫度可以偏高，可以全回風(fēng)負(fù)荷特點室內(nèi)平均溫度高，與下送上排有相似之處有可能減少新風(fēng)負(fù)荷（二）局部送風(fēng)42混合通風(fēng)工位送風(fēng)43（三）局部通風(fēng)的特點及適用情況特點通風(fēng)效果：好（作用

7、靠近有害物源或工作區(qū)）經(jīng)濟性：好（風(fēng)量小、設(shè)備小，初投資及運行費用?。┻m用情況局部排風(fēng)：主要用于控制塵、氣局部送風(fēng)：用于控制熱、濕，供應(yīng)新鮮空氣44二、全面通風(fēng)又稱稀釋通風(fēng)、混合通風(fēng)原理：向室內(nèi)提供清潔空氣，并從室內(nèi)排走污染空氣，通過稀釋使室內(nèi)空氣達到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。通風(fēng)效果既與通風(fēng)量有關(guān)，又與通風(fēng)氣流的組織有關(guān)45二、全面通風(fēng)適用范圍無法采用局部通風(fēng)、排風(fēng)罩口不便布置、有害物散發(fā)點多、散發(fā)點不固定（常規(guī)的辦公室、受工藝限制的廠房）采用局部通風(fēng)系統(tǒng)后仍達不到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)46二、全面通風(fēng)全面通風(fēng)量的確定氣流組織上送風(fēng)中送風(fēng)下送風(fēng)全面通風(fēng)的平衡問題47（一）全面通風(fēng)量的確定假設(shè)房間體積 Vfm3有害物的散發(fā)

8、量x g/s全面通風(fēng)量Lm3 /s送風(fēng)中的有害物濃度y0g/ m3室內(nèi)某時刻有害物濃度y g/ m3L*y0*d + x*d L*y*d = Vf *dy 48全面通風(fēng)的基本微分方程式積分整理得：L/Vf=ln(Ly1-x-Ly0)/(Ly2-x-Ly0)(Ly1-x-Ly0)/(Ly2-x-Ly0)=e L/ Vf式中y、x、L、等都可以作為變量49分析：1、若有害物散發(fā)量x不變，在規(guī)定時間t內(nèi)，要使得房間有害物濃度從y1變化到y(tǒng)2，所需通風(fēng)量L2、若x、L均不變(穩(wěn)定狀態(tài)下的全面通風(fēng)量)L=x/(y2-y0)實際應(yīng)用L=K x/(y2-y0)安全系數(shù)K=310，考慮全面通風(fēng)時有害物分布不均

9、勻例題 2010某會議室有105人，每人每小時呼出的CO2為22.6L，設(shè)室外空氣中CO2的體積濃度為400ppm，會議室內(nèi)允許CO2體積濃度為0.1%，用全面通風(fēng)方式稀釋室內(nèi)CO2濃度，則能滿足室內(nèi)允許濃度的最小新風(fēng)量為？50L=x/(y2-y0)513、多種有害物同時發(fā)生時原則:1)分別計算出單種有害物所需要的通風(fēng)量2)同類相加,不同類取大值有機溶劑蒸汽（苯系物、醇類、醋酸類）刺激性氣體（S2O3，SO3，氟化氫及其鹽類）余熱余濕排除CO2分析：52排除室內(nèi)余熱余濕的通風(fēng)量全面通風(fēng)量kg/s室內(nèi)產(chǎn)生余熱量kJ/s空氣質(zhì)量比熱排、送風(fēng)溫差全面通風(fēng)量kg/s室內(nèi)產(chǎn)生余濕量g/s排、送風(fēng)含濕量差

10、，g/kg干空氣消除余熱消除余濕例題2011某車間同時散發(fā)苯、乙酸乙酯溶劑蒸汽和余熱，設(shè)稀釋苯、乙酸乙酯溶劑蒸汽所需的室外新風(fēng)量分別為200000m3/h，50000m3/h，滿足排除余熱的室外新風(fēng)量為220000m3/h，問最小新風(fēng)量取值應(yīng)是？53544、若x無法確定，采用換氣次數(shù)法L=n.Vf式中:n: 換氣次數(shù) 1/hVf: 房間體積 m3*汽車庫排風(fēng)按換氣次數(shù)法計算，排風(fēng)量不少于6次/h，當(dāng)層高機械排風(fēng)，室內(nèi)正壓，清潔度要求高機械進風(fēng)機械排風(fēng)，室內(nèi)負(fù)壓，有污染物房間房間負(fù)壓不宜過大Gzj+Gjj=Gzp+Gjp99五、風(fēng)量平衡與熱平衡熱平衡要使室內(nèi)空氣溫度保持恒定，房間的總得、失熱量應(yīng)

11、相等。Qh+cLpntn=Qf+cLjjjjtjj+cLzjwtw+cLhxn(ts-tn)圍護結(jié)構(gòu)材料吸熱排風(fēng)失熱設(shè)備放熱機械進風(fēng)自然進風(fēng)再循環(huán)風(fēng)tn-室內(nèi)溫度，室內(nèi)排風(fēng)溫度tjj-機械進風(fēng)溫度tw-室外空氣計算溫度ts-再循環(huán)送風(fēng)溫度100例題設(shè)備散熱量Q1，圍護結(jié)構(gòu)失熱Q2，上部天窗自然排風(fēng)Gzp，局部機械排風(fēng)量Gjp，自然進風(fēng)量Gzj，機械送風(fēng)量Gjj，室內(nèi)工作區(qū)溫度tn，室外空氣溫度tw，車間溫度梯度t，上部天窗中心高H，機械送風(fēng)溫度tj列房間熱平衡和風(fēng)平衡關(guān)聯(lián)式twtnQ1Q2GjjtjGzptpGjpGzjH101例題twtnQ1Q2GjjtjGzptpGjpGzjHQ3Gzj+

12、Gjj=Gzp+Gjptp=tn+t*(H-2)Q1+cGjjtj+cGzjtw=Q2+cGzptp+cGjptnQ3=cGjj (tj-tw)另，可求得送風(fēng)機加熱量例題 2012某車間設(shè)有局部排風(fēng)系統(tǒng)，局部排風(fēng)量為0.56kg/s，冬季室內(nèi)工作區(qū)溫度為15，冬季通風(fēng)室外計算溫度為-15，采暖室外計算溫度為-25，空氣定壓比熱為1.01kg/kg.，圍護結(jié)構(gòu)耗熱量8.8kw，室內(nèi)維持負(fù)壓，機械進風(fēng)量為排風(fēng)量的90%，試求機械進風(fēng)量和送風(fēng)溫度102教材 P22局部排風(fēng)、稀釋污染氣體全面通風(fēng)：冬季采暖室外計算溫度消除余熱、余濕及稀釋低毒性污染物質(zhì)的全面通風(fēng)：冬季通風(fēng)室外計算溫度 103六、不同氣流

13、分布預(yù)測方法的特點比較 半經(jīng)驗射流公式區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型CFD數(shù)值求解法模型實驗104半經(jīng)驗射流公式 內(nèi)容和來源采用射流公式對空調(diào)送風(fēng)口射流的軸心速度和溫度、射流軌跡等進行預(yù)測 基于某些標(biāo)準(zhǔn)或理想條件理論分析或試驗 缺陷 不能用于分析復(fù)雜空間，應(yīng)用受制約只能給出室內(nèi)的一些集總參數(shù)性的信息 折衷的方法：區(qū)域模型區(qū)域內(nèi)集總參數(shù)區(qū)域間考慮存在熱質(zhì)交換 半經(jīng)驗射流公式105側(cè)向送風(fēng)射流軸心軌跡射流軸心速度衰減106區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型將建筑內(nèi)的各個部分與室外大氣之間簡化成一個網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)、水網(wǎng)類似，由節(jié)點和支路組成具體處理如下：一個房間可以當(dāng)成一個內(nèi)節(jié)點門窗可以當(dāng)成一條支路，走廊可以當(dāng)成一個節(jié)點或支路房間與

14、房間之間的開口可以當(dāng)成支路建筑外部開口處設(shè)為外節(jié)點107建筑結(jié)構(gòu)平面圖外節(jié)點內(nèi)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)圖區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型108109 計算流體力學(xué)方法的引入CFD方法特點：依據(jù)室內(nèi)空氣流動的數(shù)學(xué)物理模型，在計算機上做虛擬實驗原理：對連續(xù)方程、動量方程、能量方程和組分方程進行離散數(shù)值求解 優(yōu)點成本低、速度快應(yīng)用范圍廣，提供信息全面 缺點：可靠性問題 人們對湍流的機理尚無清楚認(rèn)識，缺乏完整的湍流理論，需要依賴半經(jīng)驗的方法邊界條件需要簡化：送風(fēng)口入流、壁面邊界條件、室內(nèi)熱源分布等CFD數(shù)值求解法1101-壁櫥，2-桌子，3-計算機，4-人，5-燈，6-送風(fēng)口，7-回風(fēng)口 置換通風(fēng)數(shù)值求解方法的空間模型CFD數(shù)值求解法111置換通風(fēng)的速度場112置換通風(fēng)的溫度場113置換通風(fēng)的污染物濃度場置換通風(fēng)送風(fēng)形式，污染物濃度高的部位在上方114