5第五章-空調房間的空氣分布

空調房間的氣流組織

(AirDistributioninAir-ConditioningRoom

)第一節(jié)、送風射流的流動規(guī)律第二節(jié)、回風口的氣流流動第三節(jié)、空氣分布器及房間氣流分布形式第四節(jié)、房間氣流分布的計算第五節(jié)、氣流分布性能的評價第六節(jié)、CFD技術簡介主要內容空氣從孔口吹出，在空間形成一股氣流稱為吹出氣流或射流。第一節(jié)送風射流的流動規(guī)律

研究內容：在一定的出風口面積、形式和出風速度條件下，研究氣流速度和溫度的沿程變化。目的：根據射流規(guī)律，合理布置送風口的數量和位置，保證人呼吸區(qū)或者某個特定區(qū)域內的空氣的溫度、速度、潔凈度等參數滿足要求。在室內的氣流流場中，回風口匯流的影響范圍很小，影響室內氣流運動規(guī)律和室內空氣參數分布的主要因素是送風射流。因此合理選擇送風口的形式和數量、布置位置具有重要意義。是否受限溫度狀況射流等溫射流非等溫射流自由射流受限射流Flash演示Flash演示1、2在空調工程中常見的情況，多為非等溫受限射流?，F(xiàn)簡要說明紊流射流的一般規(guī)律。一、自由射流

射流斷面直徑：射流擴散角：〔1〕等溫自由射流射流軸心速度：自由射流的數學描述〔2〕非等溫自由射流軸心溫度：射流落差：二、受限射流三、平行射流的疊加

Flash演示研究內容：在一定的回風口面積、形式和回風速度條件下，研究氣流速度和溫度的沿程變化。目的：根據匯流規(guī)律，合理布置回風口的數量和位置，使其與送風口相配合，保證室內氣流的均勻性和穩(wěn)定性，不出現(xiàn)“死角或短路〞現(xiàn)象。第二節(jié)回風口的氣流流動一、空氣分布器的型式空氣分布器的型式集中射流風口噴口百葉風口散流器扇形射流風口柱型風口平面扁型射流風口條縫風口孔板、格柵風口其他風口旋流風口座椅風口球型風口臺式送風口第三節(jié)空氣分布器及房間氣流分布形式用于自由射流，高大空間集中送風根據工作區(qū)長度與落差來選取噴口1、噴口單層：百葉調角度，一般空調雙層：對開葉片調風量，兩層百葉調角度，高精度空調三層：對開葉片調風量，兩層百葉調角度，高精度空調☆適用：側送，有導向功能。上側送ADPI好的范圍小，不適于VAV。2、百葉風口〔blades)活動雙層百葉送風口可與風機盤管配套，或者用于集中式空調系統(tǒng)風口的葉片可在0-90度的范圍內任意調節(jié)，從而得到不同的送風距離和擴散角配合對開多葉調節(jié)閥，可以調節(jié)風量固定百葉側壁格柵風口常用于衛(wèi)生間的回風、電梯、管道口和檢修口的裝飾可開百葉側壁格柵風口整個風口呈活門形式，活門與邊框間開關自如，有利于安裝和與過濾器的配套使用，常用于客房的回風固定葉片斜百葉式送風口葉片固定，傾斜角24度?？勺鳛樗惋L口或回風口有單向和雙向斜送風兩種自垂百葉風口用于有正壓的空調房間的自動排氣百葉依靠自重自然下垂，隔絕室內外的空氣交換，當室內氣壓高于室外時，氣流將百葉吹開，排氣，反之，那么不行。遮光百葉風口用于暗室通風適用：吊頂送風根據頂棚形狀和定型產品樣本建議的流程、間距，面積不超過1：1.5盤式：平送送吸式：上送上回直片式：上送或平送流線型：下送3、散流器〔cellingdiffusers)方矩形散流器:氣流形式為貼附〔平送〕型一般用于冷暖送風吹出氣流貼附型結構多為多層錐面型室內誘導氣流量大，出風氣流速度和溫度衰減快圓形散流器圓盤散流器:

一般用于冷暖送風

吹出氣流散流〔下送〕型圓形斜片散流器:圓形外框，直形葉片，葉片傾斜角24度圓環(huán)形葉片散流器:葉片圓環(huán)形送風速度3m/s以上全面孔板，送風溫差大于等于3℃，出現(xiàn)平行流，適于超凈。小風速、小溫差出現(xiàn)不穩(wěn)定流，衰減好，適于溫、速精度高。用法有全面和局部送風均勻，速度衰減快，一般與靜壓箱一起使用4.1、孔板垂直送風，側送，上送，一般空調工程4.2、格柵風口〔Grille)5.柱型風口適用于下部工作區(qū)送風條縫散流器(Linearslotdiffusers)ADPI好的范圍大，VAV適宜燈具送風散流器(Lighttrofferdiffusers)ADPI好的范圍大，VAV適宜條縫隔柵風口〔LinearBarGrille)：一般空調適用：內區(qū)吊頂，周邊吊頂，窗臺，地板，上側送6、條縫風口(Linearslotoutlets)活葉條形風口送風口或回風口每一組葉片槽內有兩個可調節(jié)的葉片，控制氣流的方向和大小一般安裝在天花板上和側壁上單組型多組型條形直片風口用于室內和環(huán)形分布的送、回風口安裝在天花板或側壁上條縫活芯回風口葉片整體的內芯可以取出，便于安裝過濾器7、旋流風口適用于下送風出風是旋轉射流，誘導比大，速度衰減大，可用于大風量、大溫差送風，安裝在天花板上或頂棚上，可用于3米以內空間，也可用于10米以上空間。

頂送冷風散流型頂送熱風貼附型頂送冷風吹出型8.座椅風口9.球型風口噴口型，高速氣流，對指定方向送風，方向可調10.臺式送風口二、空間氣流分布的形式空間氣流分布的形式上送下回側送側回上送上回下送上回中送散流器送風孔板送風同側送回異側送回中部上送上回散流器平送上回地板下送末端裝置下送置換式下送〔一〕上送下回1、送風形式

百葉風口側送頂送側噴口孔板送風其他下回：工作區(qū)在回流區(qū)，衰減好，可利用走廊回風：用于辦公室、居住建筑上回：適用于主要熱源在上部，如照明；或回風道不好布置的場合，可利用吊頂單側：百葉風口上下送，風機盤管，條縫風口異側：條縫風口，條縫散流器，風機盤管送吸散流器2、回風形式搭配特點工作區(qū)為回流區(qū)噪聲限制了射流速度射流可貼附吊頂以便延長射流距離風口與吊頂距離風口射流速度風口射流出口角度適用跨度有限，高度不太低的空間，如客房、辦公室、小跨度中庭，以及工業(yè)建筑。常用百葉風口〔1〕上側送風特點工作區(qū)為回流區(qū)，回風可下可上散流器的類型決定了工作區(qū)的特性適用于大跨度、低層高空間，如購物中心、大型辦公室、展館等。常用風口：方/圓形散流器〔貼附型、非貼附型〕、條縫散流器要求吊頂空間。〔2〕散流器吊頂送風特點通常同側回風，工作區(qū)在回流區(qū)噴口出流速度高適用于高大空間，如影劇院、體育場館〔3〕噴口送風特點通常采用下回風溫度場和速度場均勻送風量大〔20-150次/小時〕，運行費高要求吊頂空間作送風靜壓箱適用于高精度空調或凈化空調〔4〕孔板送風〔a〕〔b〕〔c〕〔a〕側送側回〔b〕散流器送風〔c〕孔板送風上送下回氣流分布〔二〕上送上回〔a〕單側上送上回〔b〕異側上送上回〔c〕散流器上送上回地板下送末端裝置下送置換通風下送上回〔三〕下送上回末端裝置下送區(qū)分地板送風和置換通風？地板下送風地板送風空調系統(tǒng)示意圖

CAM空調機工作示意圖

區(qū)域置換通風空調原理示意圖

置換通風空調效果模擬圖

實際氣流分布形式三種典型的送風形式：混合通風、置換通風、個性化送風可采用上下回風或下回〔不管上部空間〕適用于高大空間，如高大中庭、高大廠房〔四〕中送〔a〕〔b〕1.回風口匯流，位置、形狀影響不大不應布置在射流區(qū)，防止短路有集中負荷處要盡量把回風口布置在負荷處2.回風形式走廊回風吊頂回風管道回風〔五〕回風口和回風形式走廊回風〔六〕風口選擇、布置的要點〔1〕考慮工作區(qū)的溫度衰減、速度衰減，貼附長度,送風可到達的區(qū)域1、由室內負荷確定送風量、送風溫差2、根據建筑空間的特點選擇流型和風口類型3、確定每個風口的流程或效勞范圍4、由工作區(qū)最大允許風速、流程求送風速度5、求工作區(qū)最大溫度波動。假設超標準,需要調整設計,再重新核算6、由每個送風口的效勞范圍求送風口個數和每個送風口的送風量7、由每個送風口的送風量和送風速度求送風口規(guī)格8、對于貼附射流需要校核貼附長度。假設不滿足要求,加大Vo或減小送風溫差；還要根據房間高度調整風口至頂棚的距離(2)風口選擇的方法到達控制速度和溫度時氣流位置擴散距離射程范例：頂送第四節(jié)房間氣流分布的計算5-12a空氣分布方式及計算條件一、一般氣流分布的計算方法5-12b空氣分布方式及計算條件5-12c空氣分布方式及計算條件5-12d空氣分布方式及計算條件二、孔板送風的計算方法5-19a管道式局部孔板5-19b靜壓室局部孔板5-19c靜壓室全面孔板第五節(jié)氣流分布性能的評價一、不均勻系數針對舒適性空調AirDiffusionPerformanceIndexADPI=〔-1.7<△ET<1.1〕測點數/總測點數×100%有效溫差△ET=〔T-Tn〕-7.66〔Vi-0.15)二、空氣分布特性指標〔ADPI指標〕常見送回風形式的換氣效率η>1ε≈100％(a)近似活塞流(b)下送上回η<1ε≈50％(d)上送上回η≈1ε＝50％(c)頂送上回η>1ε＝50～100％三、換氣效率四、能量利用系數ComputationalFluidDynamics〔計算流體動力學〕簡單地說，CFD相當于"虛擬"地在計算機做實驗，用以模擬仿真實際的流體流動情況。而其根本原理那么是數值求解控制流體流動的微分方程，得出流體流動的流場在連續(xù)區(qū)域上的離散分布，從而近似模擬流體流動情況?？梢哉J為CFD是現(xiàn)代模擬仿真技術的一種。第六節(jié)、CFD技術簡介1、whatisCFD?CFD是一種模擬仿真技術，在暖通空調工程中的應用主要在于模擬預測室內外或設備內的空氣或其他工質流體的流動情況。以預測室內空氣分布為例，目前在暖通空調工程中采用的方法主要有四種：射流公式，Zonalmodel，CFD以及模型實驗。2、為什么用CFD?預測方法比較項目射流公式ZONALMODELCFD模型實驗房間形狀復雜程度簡單較復雜基本不限基本不限對經驗參數的依賴性幾乎完全很依賴一些不依賴預測成本最低較低較昂貴最高預測周期最短較短較長最長結果的完備性簡略簡略最詳細較詳細結果的可靠性差差較好最好適用性機械通風，且與實際射流條件有關機械和自然通風，

一定條件機械和

自然通風機械和自然通風通風空調空間氣流組織設計建筑外環(huán)境分析設計建筑設備性能的研究改進3、CFD在暖通空調中的應用IntroductionCFDisrapidlybecomingapracticaltooltooptimisethedesignofHVACbypredictingthethermalenvironmentwithinbuildings.Softwarehasdevelopedtoastagewherestandardmodelscanbesetupthatdesignersandevensalesengineerscanuse.3DtraverseapparatusAir-ConditioningunitSchematicDiagramModelRoom

ArtificialClimateRoomLivingRoomTypeTemp.=46C

Sink

Air-ConditioningunitOutsideofTemp.=0CNeighboringTemp.=10CMeasuredComputedCenterPlaneofAirConditionerCenterPlaneofModelRoomMeasuredComputed

TemperatureProfiles●某體育館空調送風速度分布圖

某會議室側送風形成的速度分布

某空調客車內部空氣氣流組織圖根底研究室內空氣流動的簡化模擬：美國MIT，中國清華大學室內外空氣流動的大渦模擬：美國MIT、日本東京大學室內空氣流動模擬和建筑能耗的耦合模擬：美國MIT4、國內外研究動態(tài)應用研究VOC散發(fā)的數值模擬：美國MIT等，借助CFD研究室內有機散發(fā)污染物在室內的分布，研究室內IAQ問題；潔凈室的數值模擬：中國清華大學等；對型式比較固定的潔凈室空調氣流組織形式進行數值模擬，指