空調(diào)區(qū)的氣流組織和空調(diào)風管系統(tǒng)研究

1、空調(diào)區(qū)的氣流組織和空調(diào)風管系統(tǒng)研究第八章 空調(diào)區(qū)的氣流組織和空調(diào)風管系統(tǒng)研究空氣調(diào)節(jié)區(qū)的氣流組織（又稱為空氣分布） 是指合理地布置送風口和回風口，使得經(jīng)過凈化、熱濕處理后的空氣，由送風口送入空調(diào)區(qū)后，在與空調(diào)區(qū)內(nèi)空氣混合、擴散或者進行置換的熱濕交換過程中，均勻地消除空調(diào)區(qū)內(nèi)的余熱和余濕，從而使空調(diào)區(qū)內(nèi)形成比較均勻而穩(wěn)定的溫濕度場、氣流速度和潔凈度，以滿足生產(chǎn)工藝和人體舒適的要求。 8.1 空調(diào)區(qū)的氣流分布方式 影響空氣調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)空氣分布的因素有：1）送風口的形式和位置2) 送風射流的參數(shù)（例如，送風量、出口風速、送風溫 度等）3) 回風口的位置4) 房間的幾何形狀5) 熱源在室內(nèi)的位置等。 目前

2、 ，氣流分布方式有以下四種： 頂（上）送風系統(tǒng)； 置換通風系統(tǒng)； 工位與環(huán)境相結合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 地板下送風系統(tǒng)。 通常把后3種稱為下部送風系統(tǒng)。 另外還有單向流通風（主要用于潔凈室）8.1.1頂(上）部送風系統(tǒng)1. 頂部送風系統(tǒng)的基本原理 送入的高速紊流空氣射流，與房間空氣產(chǎn)生強烈的混合，送風射流的溫度迅速地趨近于整個房間的溫度。 當射流進入房間時，它誘導房間（二次）空氣進入主射流，引起射流尺寸的不斷擴大，因此空氣流速降低，使頂棚上的送風射流，在進入人員活動區(qū)（高達2m）之前，把氣流速度減至容許的速度（不高于）。 2.頂部送風系統(tǒng)的氣流組織形式 （1）上送下回 （2）上送上回 （3）中送風 （

3、1）上送下回 “上送下回”氣流分布形式適合于：1)有恒溫要求和潔凈度要求的工藝性空調(diào)2)冬季以送熱風為主且空調(diào)房間層高較高的 舒適性空調(diào)系統(tǒng). 3）普通的舒適性空調(diào)系統(tǒng)。（2）上送上回（圖8-03） 上送上回上送上回這種氣流分布形式，主要適用于：1）以夏季降溫為主且房間層高較低的舒適 性空調(diào)系統(tǒng)。2）不適于在下部布置回風口的房間。（3）中送風（圖8-04） 中送風：主要適用于高大的空間，如工業(yè)廠房等，就豎向空間而言，存在著溫度“分層”現(xiàn)象。這種送風方式在滿足室內(nèi)溫、濕度要求的前提下，有明顯的節(jié)能效果 。 3. 頂部送風系統(tǒng)空調(diào)區(qū)的送風方式 （1）側面送風（一般采用百葉送風口）（2）散流器送風

4、（3）孔板送風（4）噴口送風（5）條縫送風（1）側面送風（側送側回） 1）氣流流型速度場和溫度場都趨于均勻和穩(wěn)定，因 此能保證工作區(qū)氣流速度和溫度的均勻性。工作區(qū)處于回流區(qū)，故而排風溫度等于 室內(nèi)工作區(qū)溫度。 由于側送側回的射流射程比較長，射流來得及 充分衰減，故可加大送風溫差。2）側送側回特點：3）側送側回布置方法 a.對于單側上送下回，將送風總管設在走廊的吊頂內(nèi)，利用支管端部的風口向室內(nèi)送風，回風口設在回風立管的端部，立管暗裝在墻內(nèi)，并利用吊棚頂上部的空間做總回風風管。b.將送風總管和回風總管都設在走廊吊棚頂內(nèi)，而回風立管緊靠內(nèi)墻或走廊墻面敷設。c.將送風、回風總管設在走廊吊頂內(nèi)，在房間內(nèi)

5、墻的下部設格柵回風口，回風進入走廊內(nèi)，并由設在吊棚內(nèi)的回風總管上開設的回風口處被吸走。（圖8-09） d.對于雙側上送下回，其回風風管可以設在室內(nèi)，也可在地坪下做總回風道（圖8-10） 4）側向送風設計參考數(shù)據(jù)a. 送風溫差一般在610以下；b.送風口速度在25m/s之間；c.送風射程在38m之間；d. 送風口每隔25m設置一個；c .房間高度一般在3m以上，進深為5m左右；e.送風口應盡量靠近頂棚，或設置向上傾 斜15 20的導流葉片，以形成貼附射流。 （2）散流器送風 1）散流器平送（圓形或方形直片式散流器） 2）散流器下送（流線型散流器） 3）散流器適用場所 散流器平送適用于公共建筑的舒

6、適性空調(diào)和工藝性空調(diào)。 散流器下送適用于凈化空調(diào)。 散流器設計參考數(shù)據(jù)平送：用于一般空調(diào)以及要求較高，面積不大的恒 溫車間。 送風溫差610 喉部風速=25m/s 散流器間距36m，中心距墻1m。 下送：有高度凈化要求的空調(diào)房間。 房間高度 喉部風速=23m/s 散流器間距3m（3）孔板送風（圖8-13） 孔板送風是利用頂棚上面的空間為穩(wěn)壓層，空氣由送風管進入穩(wěn)壓層后，在靜壓作用下通過在頂棚上開設的具有大量小孔的多孔板，均勻地進入空調(diào)房間內(nèi)的送風方式，而回風口則均勻地布置在房間的下部。 氣流組織方式：上送下回類型：全面孔板：開孔率50% 局部孔板：開孔率50%孔板送風適用場合：適用于高精度空調(diào)

7、或凈化空調(diào)房間高度5m；空調(diào)精度t1；單位面積送風量大，工作區(qū)要求風速小。設計參考數(shù)據(jù)：孔板材料：鍍鋅鋼板、不銹鋼板、鋁板、硬質(zhì)塑料板等； 穩(wěn)壓層凈高應不小于；孔徑一般為46mm；孔間距為40100mm；全面孔板平行流特殊要求：孔口氣流速度3m/s；送風溫差3；單位面積送風量大于60m3/（m2.h）均勻送風。 孔板送風可以形成平行流流型，渦流少，斷面速度場均勻的氣流 。對于溫濕度要求精度高的房間，特別是潔凈度要求很高的房間，是理想的氣流組織型式。這種形式的排風溫度也接近室內(nèi)工作區(qū)平均溫度。（4）噴口送風（圖8-16） 噴口適用場合：空間較大的公共建筑物如影劇院、 體育場館等。噴口送風特點：出

8、口風速高，射程長，一般同側 回風，工作區(qū)在 回流區(qū)。氣流組織方式：上送下回式 。 設計參考數(shù)據(jù)：送、回風口布置在同一側；出風速度一般為：410m/s。（5）條縫送風（圖8-17） 條縫送風是依靠裝在送風風道（管）底面或側面上的條形送風口送出的射流實現(xiàn)送風的方式。 條縫送風 適用于空調(diào)區(qū)允許風速為，溫度波動范圍為（12）的場合。 氣流組織方式：上送下回式 。設計參考數(shù)據(jù)：出風速度一般為：410m/s。8.1.2 置換通風系統(tǒng)1.置換通風系統(tǒng)的基本原理（圖8-19） 置換通風是將經(jīng)過熱濕處理的新鮮空氣直接送入室內(nèi)人員活動區(qū)，并在地板上形成一層較薄的空氣湖。室內(nèi)人員及設備等內(nèi)部熱源產(chǎn)生向上的對流氣流

9、。排風口設置在房間的頂部，將熱濁的污染空氣排出，屬于“下送上排”的氣流分布形式。 2.氣流分布型式站姿人員產(chǎn)生的上升氣流坐姿人員產(chǎn)生的上升 氣流 8.1.3 工位與環(huán)境相結合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)的特點 （Task / Ambient Conditioning System）TAC系統(tǒng)的特點，就是降低了非關鍵區(qū)域內(nèi)周圍環(huán)境的空調(diào)要求，只有在需要維持室內(nèi)人員舒適的時間和場合里，可單獨控制的TAC送風口才能提供工位空調(diào)。 系統(tǒng)的送風方式 桌面散流器（D所示）；桌子下面的散流器（U所示）地面射流散流器（F所示）。除此之外，TAC散流器還可以布置在部分家具或隔墻上。 典型的辦公空間的TAC系統(tǒng)TAC散流器布置

10、型式地板下送風系統(tǒng)（圖8-22） 地板送風特點：送風溫差小，送風速度小， 節(jié)能舒適。氣流組織方式：下送上回。適用場合：有夾層地板可供利用。對于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場合 ，采用這種氣流組織形式是非常合適的。 設計參考數(shù)據(jù)：送風溫差一般以23為宜；送風速度一般不超過。 第二節(jié) 空調(diào)送風口、回風口的類型及應用場合 8.2.1百葉風口1.單層百葉風口（圖8-28） 單層百葉風口雖然也可作為側送風口使用，但其空氣動力性能比雙層百葉風口差。工程上經(jīng)常將它用于回風口，有時與鋁合金網(wǎng)式過濾器或尼龍過濾網(wǎng)配套使用。 2.雙層百葉風口（圖8-29） 雙層百葉風口用于全空氣空調(diào)系統(tǒng)的側送風口，既可用

11、于公共建筑的舒適性空調(diào)，也可用于恒溫精度較高的工藝性空調(diào)，此外，也可用于風機盤管機組（含新風）的出風口或獨立新風系統(tǒng)的送風口。 3.側壁格柵風口 常用于側墻上回風口，儲藏室、倉庫等建筑物外墻上的通風口，也可用于通風空調(diào)系統(tǒng)中的新風進風口。 4.條縫型格柵風口 固定百葉直片條縫風口，既可用于送風口，也可作為回風口。用于送風時，風口上方需設靜壓箱，以確保垂直下送氣流分布均勻。這種條縫風口主要用于公共建筑的舒適性空調(diào)。 8.2.2 散流器1.方形散流器 方形散流器，安裝在房間的頂棚上，送出氣流呈平送貼附型，廣泛應用于各類工業(yè)與民用建筑的空調(diào)工程中。 2.矩形散流器3.圓形散流器圓盤式散流器4.送回（

12、吸）兩用型散流器（圖8-32） 5.自力式溫控變流型散流器 自力式溫控變流量型送風口是將內(nèi)置式溫控器安裝在頂棚上的圓形或方形散流器內(nèi)，通過感受空調(diào)系統(tǒng)送風溫度的高低來改變送風氣流的流型，從而起到調(diào)節(jié)房間的氣流分布狀況 。8.2.3 噴射式送風口1、射流噴口（嘴）的型式噴射式送風口簡稱噴口，其主要部件是射流噴嘴，通過它將氣流噴射出去。在工程上也有將噴嘴安裝在圓筒形、球形或半球形的殼體內(nèi)，構成不同類型的噴射式送風口。該風口的噴嘴是固定的，也可以是在上下或左右方向可調(diào)的。 帶長噴嘴的球形旋轉風口 該風口適用于高溫車間的崗位送風、保齡球場、大廳和體育館等的空調(diào)送風。 8.2.4 旋流送風口 旋流送風口

13、是依靠起旋器或旋流葉片等部件，使軸向氣流起旋形成旋轉射流，由于旋轉射流的中心處于負壓區(qū)，它能誘導周圍大量空氣與之相混合，然后送至工作區(qū)。 地板散流器地板散流器8.2.5 射流消聲風口 關鍵部件是射流元件消聲體，運用了聲波全反射臨界角、90角的相位延遲頻率和喉部聲阻抗的消聲機理。 1.矩形消聲風口主要用于大跨度的工業(yè)與公共建筑殼體空間的上部側面送風。 2.圓形消聲風口 這種風口主要布置在工業(yè)與公共建筑大跨度、高大殼體空間的頂部， 垂直向下送風。 各種送風口散散TAC送風口8.2.9 回風口1.回風口的類型 在空調(diào)工程中，除了前面介紹的單層百葉風口、固定百葉直片條縫風口等可用作回風口外，還有篦孔回

14、風口、網(wǎng)板、孔板回風口和蘑菇型回風口等。 篦孔回風口 網(wǎng)板,孔板回風口 蘑菇型回風口1、風口主體 2、圓盤 3、鋁板網(wǎng) 4、可旋螺桿2.回風口的吸風速度（表8-01） 8.3.1側面送風的計算側送方式的氣流流型在大多數(shù)情況下都為貼附射流，射流應有足夠的射程從空調(diào)區(qū)一側到達對面一側，避免射流中途下落進入空調(diào)區(qū)，在整個房間斷面內(nèi)形成一個大的回旋氣流。 第三節(jié) 空調(diào)區(qū)氣流組織的計算及氣流性能評價氣流組織計算關鍵內(nèi)容：1.送風口的出口風速（公式8-18-2）8-1（當取時）2. 貼附長度、房間最低高度 （公式8-4）3.射流溫差衰減-軸心溫度與室內(nèi)溫度之差小于室溫允 許波動范圍。 射流溫度衰減與射流自

15、由度、射程和送風口紊流系數(shù)有關。 8.3.1側面送風的計算側送側回送風形式計算步驟：舒適性空調(diào)可取tx=1噴嘴（送風口）紊流系數(shù)值8.3.2 散流器送風的計算1.散流器送風氣流組織設計計算內(nèi)容 （1）送風口的喉部風速 （25m/s）（2）射流速度衰減方程（公式8-6）、射程（公式8-7） 、室內(nèi)平均風速（公式8-8），（3）軸心溫差 （公式8-9）2.散流器送風氣流設計步驟 （1）布置散流器 （2）預選散流器 （3）校核射流的射程 （中心到區(qū)域邊緣的75%）（4）校核室內(nèi)平均風速 （送冷風時，增加 20%，送熱風時，減少20% ）（5）校核軸心溫差衰減是否滿足空調(diào)精度要求例題：8-2 8.3.

16、3 噴口送風的計算（自學）（1）射流軌跡計算公式（公式8-10）（2）射流軸心風速與平均風速（公式） 8.3.4 空調(diào)區(qū)氣流性能的評價(4) 空氣分布特性指標 ADPI （ADPIAir Diffusion Performance Index ） 一般使ADPI 80%Tip:對能量利用系數(shù)的期望值是越大越好。8.4 空調(diào)風管系統(tǒng)的設計（自學為主）8.4.1風管的分類（1）按制作風管的材質(zhì)分 （2）按風管系統(tǒng)的工作壓力分 （3）按照風管的斷面形狀分 8.4.2 通風管道配件1.鋼板矩形風管的配件 （1）矩形彎管（圖8-60） （2）矩形變徑管（大小頭）（圖8-61） （3）矩形來回彎管（圖8-62） （4）矩形三通和四通（圖8-63） 鋼板矩形風管配件的正、誤作法2.鋼板螺旋圓風管的配件（圖8-65） 3.螺旋扁圓形風管的配件（圖8-66） 8.4.3 風量調(diào)節(jié)閥和定風量調(diào)節(jié)器1.風量調(diào)節(jié)閥蝶閥多葉調(diào)節(jié)閥拉桿式矩形三通調(diào)節(jié)閥手柄式矩形三通調(diào)節(jié)閥菱形調(diào)節(jié)閥 2.定風量調(diào)節(jié)器（圖8-72） 8.4.4 風機與風管的連接1.風機吸入側的連接