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

1、空調(diào)區(qū)的氣流組織和空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)研究第八章 空調(diào)區(qū)的氣流組織和空調(diào)風(fēng)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(fēng)口和回風(fēng)口，使得經(jīng)過(guò)凈化、熱濕處理后的空氣，由送風(fēng)口送入空調(diào)區(qū)后，在與空調(diào)區(qū)內(nèi)空氣混合、擴(kuò)散或者進(jìn)行置換的熱濕交換過(guò)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(chǎng)、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(fēng)口的形式和位置2) 送風(fēng)射流的參數(shù)（例如，送風(fēng)量、出口風(fēng)速、送風(fēng)溫 度等）3) 回風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)； 置換通風(fēng)系統(tǒng)； 工位與環(huán)境相結(jié)合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 地板下送風(fēng)系統(tǒng)。 通常把后3種稱為下部送風(fēng)系統(tǒng)。 另外還有單向流通風(fēng)（主要用于潔凈室）8.1.1頂(上）部送風(fēng)系統(tǒng)1. 頂部送風(fēng)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(qiáng)烈的混合，送風(fēng)射流的溫度迅速地趨近于整個(gè)房間的溫度。 當(dāng)射流進(jìn)入房間時(shí)，它誘導(dǎo)房間（二次）空氣進(jìn)入主射流，引起射流尺寸的不斷擴(kuò)大，因此空氣流速降低，使頂棚上的送風(fēng)射流，在進(jìn)入人員活動(dòng)區(qū)（高達(dá)2m）之前，把氣流速度減至容許的速度（不高于）。 2.頂部送風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織形式 （1）上送下回 （2）上送上回 （3）中送風(fēng) （

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(fēng)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(fēng)口的房間。（3）中送風(fēng)（圖8-04） 中送風(fēng)：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(fēng)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(fēng)系統(tǒng)空調(diào)區(qū)的送風(fēng)方式 （1）側(cè)面送風(fēng)（一般采用百葉送風(fēng)口）（2）散流器送風(fēng)

4、（3）孔板送風(fēng)（4）噴口送風(fēng)（5）條縫送風(fēng)（1）側(cè)面送風(fēng)（側(cè)送側(cè)回） 1）氣流流型速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)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(fēng)溫度等于 室內(nèi)工作區(qū)溫度。 由于側(cè)送側(cè)回的射流射程比較長(zhǎng)，射流來(lái)得及 充分衰減，故可加大送風(fēng)溫差。2）側(cè)送側(cè)回特點(diǎn)：3）側(cè)送側(cè)回布置方法 a.對(duì)于單側(cè)上送下回，將送風(fēng)總管設(shè)在走廊的吊頂內(nèi)，利用支管端部的風(fēng)口向室內(nèi)送風(fēng)，回風(fēng)口設(shè)在回風(fēng)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(fēng)風(fēng)管。b.將送風(fēng)總管和回風(fēng)總管都設(shè)在走廊吊棚頂內(nèi)，而回風(fēng)立管緊靠?jī)?nèi)墻或走廊墻面敷設(shè)。c.將送風(fēng)、回風(fēng)總管設(shè)在走廊吊頂內(nèi)，在房間內(nèi)

5、墻的下部設(shè)格柵回風(fēng)口，回風(fēng)進(jìn)入走廊內(nèi)，并由設(shè)在吊棚內(nèi)的回風(fēng)總管上開(kāi)設(shè)的回風(fēng)口處被吸走。（圖8-09） d.對(duì)于雙側(cè)上送下回，其回風(fēng)風(fēng)管可以設(shè)在室內(nèi)，也可在地坪下做總回風(fēng)道（圖8-10） 4）側(cè)向送風(fēng)設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)a. 送風(fēng)溫差一般在610以下；b.送風(fēng)口速度在25m/s之間；c.送風(fēng)射程在38m之間；d. 送風(fēng)口每隔25m設(shè)置一個(gè)；c .房間高度一般在3m以上，進(jìn)深為5m左右；e.送風(fēng)口應(yīng)盡量靠近頂棚，或設(shè)置向上傾 斜15 20的導(dǎo)流葉片，以形成貼附射流。 （2）散流器送風(fēng) 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(chǎng)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(shè)計(jì)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(chē)間。 送風(fēng)溫差610 喉部風(fēng)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(fēng)速=23m/s 散流器間距3m（3）孔板送風(fēng)（圖8-13） 孔板送風(fēng)是利用頂棚上面的空間為穩(wěn)壓層，空氣由送風(fēng)管進(jìn)入穩(wěn)壓層后，在靜壓作用下通過(guò)在頂棚上開(kāi)設(shè)的具有大量小孔的多孔板，均勻地進(jìn)入空調(diào)房間內(nèi)的送風(fēng)方式，而回風(fēng)口則均勻地布置在房間的下部。 氣流組織方式：上送下回類(lèi)型：全面孔板：開(kāi)孔率50% 局部孔板：開(kāi)孔率50%孔板送風(fēng)適用場(chǎng)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(fēng)量大，工作區(qū)要求風(fēng)速小。設(shè)計(jì)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(yīng)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(fēng)溫差3；單位面積送風(fēng)量大于60m3/（m2.h）均勻送風(fēng)。 孔板送風(fēng)可以形成平行流流型，渦流少，斷面速度場(chǎng)均勻的氣流 。對(duì)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(fēng)溫度也接近室內(nèi)工作區(qū)平均溫度。（4）噴口送風(fēng)（圖8-16） 噴口適用場(chǎng)合：空間較大的公共建筑物如影劇院、 體育場(chǎng)館等。噴口送風(fēng)特點(diǎn)：出

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

9、。排風(fēng)口設(shè)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(jié)合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)的特點(diǎn) （Task / Ambient Conditioning System）TAC系統(tǒng)的特點(diǎn)，就是降低了非關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)周?chē)h(huán)境的空調(diào)要求，只有在需要維持室內(nèi)人員舒適的時(shí)間和場(chǎng)合里，可單獨(dú)控制的TAC送風(fēng)口才能提供工位空調(diào)。 系統(tǒng)的送風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)（圖8-22） 地板送風(fēng)特點(diǎn)：送風(fēng)溫差小，送風(fēng)速度小， 節(jié)能舒適。氣流組織方式：下送上回。適用場(chǎng)合：有夾層地板可供利用。對(duì)于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場(chǎng)合 ，采用這種氣流組織形式是非常合適的。 設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)：送風(fēng)溫差一般以23為宜；送風(fēng)速度一般不超過(guò)。 第二節(jié) 空調(diào)送風(fēng)口、回風(fēng)口的類(lèi)型及應(yīng)用場(chǎng)合 8.2.1百葉風(fēng)口1.單層百葉風(fēng)口（圖8-28） 單層百葉風(fēng)口雖然也可作為側(cè)送風(fēng)口使用，但其空氣動(dòng)力性能比雙層百葉風(fēng)口差。工程上經(jīng)常將它用于回風(fēng)口，有時(shí)與鋁合金網(wǎng)式過(guò)濾器或尼龍過(guò)濾網(wǎng)配套使用。 2.雙層百葉風(fēng)口（圖8-29） 雙層百葉風(fēng)口用于全空氣空調(diào)系統(tǒng)的側(cè)送風(fēng)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(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組（含新風(fēng)）的出風(fēng)口或獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)口。 3.側(cè)壁格柵風(fēng)口 常用于側(cè)墻上回風(fēng)口，儲(chǔ)藏室、倉(cāng)庫(kù)等建筑物外墻上的通風(fēng)口，也可用于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)進(jìn)風(fēng)口。 4.條縫型格柵風(fēng)口 固定百葉直片條縫風(fēng)口，既可用于送風(fēng)口，也可作為回風(fēng)口。用于送風(fēng)時(shí)，風(fēng)口上方需設(shè)靜壓箱，以確保垂直下送氣流分布均勻。這種條縫風(fēng)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(yīng)用于各類(lèi)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(pán)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(fēng)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(guò)感受空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)溫度的高低來(lái)改變送風(fēng)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(fēng)口1、射流噴口（嘴）的型式噴射式送風(fēng)口簡(jiǎn)稱噴口，其主要部件是射流噴嘴，通過(guò)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(gòu)成不同類(lèi)型的噴射式送風(fēng)口。該風(fēng)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(zhǎng)噴嘴的球形旋轉(zhuǎn)風(fēng)口 該風(fēng)口適用于高溫車(chē)間的崗位送風(fēng)、保齡球場(chǎng)、大廳和體育館等的空調(diào)送風(fēng)。 8.2.4 旋流送風(fēng)口 旋流送風(fēng)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(zhuǎn)射流，由于旋轉(zhuǎn)射流的中心處于負(fù)壓區(qū)，它能誘導(dǎo)周?chē)罅靠諝馀c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(fēng)口 關(guān)鍵部件是射流元件消聲體，運(yùn)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(jī)理。 1.矩形消聲風(fēng)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(cè)面送風(fēng)。 2.圓形消聲風(fēng)口 這種風(fēng)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(fēng)。 各種送風(fēng)口散散TAC送風(fēng)口8.2.9 回風(fēng)口1.回風(fēng)口的類(lèi)型 在空調(diào)工程中，除了前面介紹的單層百葉風(fēng)口、固定百葉直片條縫風(fēng)口等可用作回風(fēng)口外，還有篦孔回

14、風(fēng)口、網(wǎng)板、孔板回風(fēng)口和蘑菇型回風(fēng)口等。 篦孔回風(fēng)口 網(wǎng)板,孔板回風(fēng)口 蘑菇型回風(fēng)口1、風(fēng)口主體 2、圓盤(pán) 3、鋁板網(wǎng) 4、可旋螺桿2.回風(fēng)口的吸風(fēng)速度（表8-01） 8.3.1側(cè)面送風(fēng)的計(jì)算側(cè)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(yīng)有足夠的射程從空調(diào)區(qū)一側(cè)到達(dá)對(duì)面一側(cè)，避免射流中途下落進(jìn)入空調(diào)區(qū)，在整個(gè)房間斷面內(nèi)形成一個(gè)大的回旋氣流。 第三節(jié) 空調(diào)區(qū)氣流組織的計(jì)算及氣流性能評(píng)價(jià)氣流組織計(jì)算關(guān)鍵內(nèi)容：1.送風(fēng)口的出口風(fēng)速（公式8-18-2）8-1（當(dāng)取時(shí)）2. 貼附長(zhǎng)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(dòng)范圍。 射流溫度衰減與射流自

15、由度、射程和送風(fēng)口紊流系數(shù)有關(guān)。 8.3.1側(cè)面送風(fēng)的計(jì)算側(cè)送側(cè)回送風(fēng)形式計(jì)算步驟：舒適性空調(diào)可取tx=1噴嘴（送風(fēng)口）紊流系數(shù)值8.3.2 散流器送風(fēng)的計(jì)算1.散流器送風(fēng)氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容 （1）送風(fēng)口的喉部風(fēng)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(fēng)速（公式8-8），（3）軸心溫差 （公式8-9）2.散流器送風(fēng)氣流設(shè)計(jì)步驟 （1）布置散流器 （2）預(yù)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(fēng)速 （送冷風(fēng)時(shí)，增加 20%，送熱風(fēng)時(shí)，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(fēng)的計(jì)算（自學(xué)）（1）射流軌跡計(jì)算公式（公式8-10）（2）射流軸心風(fēng)速與平均風(fēng)速（公式） 8.3.4 空調(diào)區(qū)氣流性能的評(píng)價(jià)(4) 空氣分布特性指標(biāo) ADPI （ADPIAir Diffusion Performance Index ） 一般使ADPI 80%Tip:對(duì)能量利用系數(shù)的期望值是越大越好。8.4 空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（自學(xué)為主）8.4.1風(fēng)管的分類(lèi)（1）按制作風(fēng)管的材質(zhì)分 （2）按風(fēng)管系統(tǒng)的工作壓力分 （3）按照風(fēng)管的斷面形狀分 8.4.2 通風(fēng)管道配件1.鋼板矩形風(fēng)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(lái)回彎管（圖8-62） （4）矩形三通和四通（圖8-63） 鋼板矩形風(fēng)管配件的正、誤作法2.鋼板螺旋圓風(fēng)管的配件（圖8-65） 3.螺旋扁圓形風(fēng)管的配件（圖8-66） 8.4.3 風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和定風(fēng)量調(diào)節(jié)器1.風(fēng)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(fēng)量調(diào)節(jié)器（圖8-72） 8.4.4 風(fēng)機(jī)與風(fēng)管的連接1.風(fēng)機(jī)吸入側(cè)的連接