旋流风口的特性及应用

洁净与空调技术 旋流风口的特性及应用 同济大学建筑设计研究院 潘涛 ( 上海四平路 1 32 9号双盯为2 文 摘介绍旋流风 口的 工作原理 、 结构特性及应用场合 , 探讨工程设计中布置 旋流风 口时应 注意 的事项 。 关键词旋流风 口 诱导比换气次数 旋流风口的工作原理 旋流 风口工作时利用 出 风 的旋转 , 将空 气以螺旋状送出 , 产生相当高的诱导比 , 使 送风与周围 室内空气迅速混合 。 与传统的散 流器不同 , 旋流风口的出风槽呈径 向排列 , 风道中的送风经旋流风口出风槽的导向 , 形 成沿切线方向的射流(见图 1) , 整个风口的 送 风在多股射流的作用 下 , 产生 一 团如台风 状的涡流 , 涡 流的中心区域形成一个负压区 , 诱导周 围室内空气迅速地与送风混合 , 整个 送风气流呈稳定 的水平扩散流态 。 它的诱导 比是常规散流器的 1 0 一 2 0倍 。 最常见的形式是 如风扇叶片状的 一次冲压导 流板 , 除此之外 , 还有多种形式 的构造(见 图2) , 如一次冲压成型的面板 ; 在面板上 开 槽再加导 流 片 ; 喉口 、 导流片和散流 圈组成 一体 。 嶙杂黔纂 图2固定式旋流风 口的四种样式 2 . 2 可 调式旋流风口 可 调式旋流 风口其送风角度可以通过改 变导 流片的 间距和方向加以调节(见图 3) 。 适用 于制冷和供热两种工况同时兼顾且安装 高度大于 3 . 8m的场合 。 在冬季工况下送风 深度最高可达 20m o 图 1 旋流风 口气流流型示意 二 2 旋流风口的分类及其结构特点 图3可调式旋流风口的二种样式 旋流风口根据其不同的使用场合和使用 功能 , 可分为固定式和 可调式两大类 : 2 . 1 固定式旋流风口 其主要结构特点是其出风槽呈径向排列 。 . 16 . 2 . 3 根据安装位置不同具有特殊构造的 旋流风口(见图4) 阶梯式旋流风口 地板式旋流风口 了g 卯 年第 4 期 二 图 4 阶梯式和地 板式旋流风口样式 3 旋流风口的安装位置及气流组织效果 3 . 1 顶部安装 气流 组织特点 为最大限度 的水平扩散 , 在到达 工作区域前 , 温度场和速度场均达到 均衡状态(见图 5) 。 犷 . 三 飞界界不三 愁 图5 旋流风口吊顶安装气流组织 3 . 2 地板下出风式安装 由于采用 的送风风速较低 , 无诱导能力 , 因而气流组织特点 同置换 送风相似 , 送风气 流首先在地面靠 自身重力扩散 , 然后借助人 体及设备的发热而上升 , 从而提供人体及设 备所需的新风及冷量(见图6 ) 。 图6 地板风 口气流组织 3 . 3 侧面下部安装 该安装方式主要应用 于体育馆 、 剧场等 具有阶梯形地面构造 的场合 。 用于采用 下侧 部送风 , 送风气流贴近 长时间停留 的人体 , 通常风口距离人体小腿约0 . 6 一 0 . 8m , 故要 求送风气流迅速与室内空气混合 , 降低气流 流速和温度 , 使其很快接近 室内温度(见图 7) 。 旋流风口的使用场合 高换气次数的场合 图7 阶梯风 口气流组织 旋流风 口可使用在高换气 次数的场合 , 换气次数可高达 70 次/小时 。 因为高换气次 数的场合具有送风 量大的特点 , 如采用常规 的散流器 , 则 由于送风气流向下扩散 , 而产 生工作区风速过高的问题 。 而若采用旋流风 口 , 则 可利用其水平扩散的特点 , 避免其工 作区域风速过高 。 另外 , 在这种场合下 , 风 口安装排列密度相当大 , 用常规的散流器会 引起风口之间气流对撞而产生 的高风速点 , 而旋流风口在此类场合下可以非常紧密的排 列 , 间距甚至 可以接近到lm 。 4 . 2 低温送风 在低温送风技 术中 , 最关键的技术是防 止风口结露 , 其次是送风温度尽快地接近 室 内温度 , 以避免低温气流侵人工作区而 影响 到室内的舒适性 , 因 而要求采用低温送风技 术时 , 需配置高诱导比的送风风口 。 旋流 风 口可以很好地满足这一要求 。 由于旋流 风口 的高诱导比 , 诱导 了大量 的室内空气在风 口 表面与送风混合 , 使风口面板能够保持较高 温度 , 而不致于降到室内露点温度之下 。 试 验条件下 , 如保证风 口不结露 , 所采用的送 风温度甚至 可以低 到 4 , 一般工程 中为保 险起见 , 推荐采用 7 一 9 。 4 . 3 对紊流度和 风速要求很高的场合 在某些特种要求的试验室(如动物试验 室)和某些工艺要求较高的生产场 合 , 或用 途完全不同的场合 , 对空气速度及其紊流度 要求很高 , 普通散流器所形成的室内空气速 度场都具有气流速度不稳定的特点 , 而旋流 17 . 洁净与空调技术 风口则能在指定的区域中造成一个紊流度和 空气速度都相对较低的良好环境 。 4 . 4 高大空 间 在如体育馆 、 展厅 、 机场等高大空 间 的 场合 , 由于 要兼顾冬夏季工 况 , 考虑到热空 气冬季下送必须克服 自身的 浮力 , 故必须改 变送风方向 , 使送风气流拥有较大的 向下初 速度 , 而在供冷时又要避免风速过高的冷空 气使停留人员产生不舒适感 , 在这种情况下 , 使用可 调式旋流风口就可满足冬夏季两种工 况 的需要 。 可调式旋流风口可以在供冷工况 时以旋流流型送风 , 而在供热工况时则以喷 口下送形式送风 。 一一 命 i! 命 一一 命 命 5 旋流风口设计要点 ! 章 5 . 1 旋流风口相邻的间距 。 旋流风口布 置时至少要保证一侧间距不小于2 . 8m 。 由于 旋流风口的水平扩散特性 , 至少一个方向留 有使气流扩展的 空间 , 否则相互挤压的气流 将被迫 向下 发 展 , 从而 失 去旋流风 口的特性 (见 图 8) 。 5 . 2 旋流风口的风口阻力 。 由于旋流风 口是利用 导流片形成水平涡流 , 故其风 口阻 力比常规散流器略大 。 5 . 3 由于旋流风口是靠高静压产生水平 涡流 , 为了保证其流 型 , 须配以静压箱或采 用垂直管道连接 , 直接安装在主风道上对其 流型的形成将产生不利的影响 。 5 . 4 在悬空安装的场合 , 应考虑带散流 圈的旋流风口 , 以帮助涡流的形成 。 5 . 5 旋流风 口离墙边的距离至少不小于 lm , 以避免沿墙下降的气流流速过高 。 J 飞 母攀 母 )2 . 8内 6 应用实例 中国国际高新技术成果交 易会展览 中心 座落在深圳市 中心区深南大道和 益田路交界 处 , 由中建 (深圳) 设计公司设计 。 展馆面积 为 2 8以)扩 , 共 分为 A 、 B 、 C . 18 . 正确 图8 旋流风口间距对气流组织 的影响 三个区域 , 其中主展 馆 A面积为1 1X (X ) m Z , 采用球形喷口送风 ; 展馆l B 、 BZ和B3面积 均在 22X ( ) 一 2 30 0 扩左 右 , 高度为 gm , 每个 馆的送风量为o r万扩h / , 夏季送冷风 , 冬 季不 空 调 , 送风 温差为 8 一 1 0 。 因层高较 高 , 考虑 到展馆 内人员很多的情况 下 , 热上 (下转第抖页) 洁净与空调技术 变频 自控系统具有良好的软 起动 性 能 , 解决了大功率电机的起动问题 。 起动时 对电 网无冲击 , 起 动电 流仅为正常电流的 50% , 安装时免除了繁杂的 Y 一 起动方式 。 且变频自控系统本身良好地 自控 、 自检 、 保 护功能结合可编程控制器的智能程序 , 可实 现多项 自控和保护功能 , 并可自行检测故障 , 切换到备用起动控制柜 , 保证了洁净区必须 连续送风 的要求 , 同时也使风机系统运行的 无人值守或远程终端集 中智能控制成为可能 。 5 总结 5 . 1 标准化 方案实施后 , 经近半年的 运行 , 此方案 有效可靠 , 经生产 、 技术 、 质管部 门认可 , 我们已将这一成果列入标准化 。 编写变 速 自控 系统 标准操 作规程 (E&M30 1) 、 维护保 养规定(E&M Zm) 、 设备 完 好 标 准( E&M 056 ) 、 设 备验证规 程 (EVX ( ) 1) 。 此装置 正式验收投人运行 、 纳人保障 部 、 质量部管理范围 。 5 . 2 经验体会 通过此次QC活动 , 我们感到推广应用 先进科学技术进行设备改造的优越性 。 科学 技术就是生产力 , 随着我国医药制药行业生 产水平提高与国际标准接轨 , 加之医药行业 GMP认证的要求 , 对直接影响药品质量的药 品生产洁净环境要求将越来越高 , 而在净化 空调送风系统中采用变频自控系统的优点是 显而易见 的 , 特别是在大量制药老企业 中要 花费有限的资金 , 并在不占用生产时间 的情 况下即可 完成对老设备的改造 , 其带来的 经 济和社会效益将是非常可观的 。 5 . 3 下步打算 本次QC活动 , 通过改造 方案实施 , 降 低了能耗 , 提高了设备易损件及过滤材料的 使用周期 , 节约了资金 , 同时也保证了工艺 参数稳定性 , 达到了预期目标 , 并进行了相 应的标准化巩固工作 。 但在活动中 , 我们也 发现由于此送风系统管路对洁净区内各房间 送风分布的不均匀性 , 有时为了保证重点区 域还必须人为设置加大送风 量 , 造成部分区 域内风量浪 费 , 我们 QC小给认为 可以将 “ 各区域风量分配合理性 ” 作为下轮Q C活动 的重点 , 以期达到更高的效益 。 口 (上接第1 8页) 升气流比较强 , 因此送风必须具有一定 的速 度才能保证冷风能到达人员区 , 采用 可 调节 型旋流风口可在现场调节角度 , 改变风 口的 旋流特性 , 增加向下的送风风速 , 保证了在 此种高空 间情况下冷风能到达人员区 。 设计 采用可调节型旋流风 口 , 每 sm x sm 布置一 个风口 , 每个馆布置3 0 个风口 , 每个风口的 送 风量约为3 30 0 衬/h 。 另外 , C3 展馆约 为 2X ( X ) 扩并 分为 两部 分 , 高度在1 0 m 以上部分 采用球形喷口送 风 , 高度在o r m以下部分采用可 调节型旋流 风口送风 。 . 24 . 会展 中