空气调节09第十讲气流分布old.ppt

1 第十讲气流分布与末端设备 华中科技大学制冷与低温工程研究所2009年9月 2 主要内容 一 为什么要考虑气流分布 二 送回风的形式与特点三 风口四 气流分布的设计方法 3 一 为什么要考虑气流分布 气流分布对工作区的温度 速度 洁净度有重要影响气流分布影响了送风量 送风温差 从而影响设备投资和运行费送回风形式影响土建和室内设计 4 气流分布与风口布局如何影响空调质量 对送风温差与送风速度的衰减工作区参数的均匀性居住者的吹风感特殊工艺对风速的要求气流的方向工作区空气的新鲜程度 空气年龄 空调负荷 5 二 送回风的形式与特点 上送中送下送回风口和回风形式 6 空调房间气流组织 按照送 回风口布置位置和型式的不同 可以有各种各样的气流组织形式 大致可以归纳为以下五种 侧送侧回 上送下回 中送上下回 下送上回 上送上回 7 1 侧送侧回 侧送风口布置在房间的侧墙上部 空气横向送出 气流基本吹到对面墙上后转折下落 以较低速度流过工作区 再由布置在侧墙下部的回风口排出 根据房间跨度大小 可以布置成单侧送 单侧回 和双侧送 双侧回 特点 速度场和温度场都趋于均匀和稳定 因此能保证工作区气流速度和温度的均匀性 工作区处于回流区 故而排风温度等于室内工作区温度 由于侧送侧回的射流射程比较长 射流来得及充分衰减 故可加大送风温差 8 2 上送下回 孔板送风和散流器送风是常见的上送下回形式 孔板送风和密布散流器送风 可以形成平行流流型 涡流少 断面速度场均匀的气流 对于温湿度要求精度高的房间 特别是洁净度要求很高的房间 是理想的气流组织型式 特点 这种形式的排风温度也接近室内工作区平均温度 Ps 9 3 中送下 上回 对了高大房间来说 送风量往往很大 房间上部和下部的温差也比较大 采用中部送风 下部和上部同时排风 形成两个气流区 保证下部工作区达到空调设计要求 而上部气流区负担排走非空调区的余热量 显然 下部气流区的气流组织就是侧送侧回 10 4 下送上回 适用场合 对于室内余热量大 特别是热源又靠近顶棚的场合 采用这种气流组织形式是非常合适的 特点 由于下送上回时的排风温度大于工作区温度 故而室内平均温度较高 经济性好 但是 下部送风温差不能太大 可采用旋流送风口 为此 11 5 上送上回 这种气流组织形式是将送风口和回风口叠在一起 布置在房间上部 适用场合 对于那些因各种原因不能在房间下部布置风口的场合是相当合适的 注意 防止气流短路现象的发生 12 二 送回风的形式与特点 送风形式上侧送吊顶送风侧喷口孔板送风其他 13 1 上侧送风 14 1 上侧送风 15 1 上侧送风 特点 工作区为回流区射流可贴附吊顶以便延长射流距离风口与吊顶距离风口射流速度风口射流出口角度噪声限制了射流速度适用跨度有限 高度不太低的空间 如客房 办公室 小跨度中庭 以及工业建筑常用百页风口 16 送风温差 6 上侧送风 17 送风温差 6 上侧送风 18 送风温差 12 上侧送风 19 送风温差 12 上侧送风 20 2 吊顶送风 散流器 21 2 吊顶送风 散流器 22 散流器平送流型 t 6 贴附型 23 2 散流器吊顶送风 24 2 条缝散流器吊顶送风 25 2 散流器吊顶送风 特点 工作区为回流区 回风可下可上散流器的类型决定了工作区的特性适用于大跨度 低层高空间 如购物中心 大型办公室 展馆等常用风口 方 圆形散流器 贴附型 非贴附形 条缝散流器要求吊顶空间 26 3 喷口送风 27 3 喷口送风 特点 通常同侧回风 工作区在回流区喷口出流速度高噪声大适用于高大空间 如影剧院 体育场馆 28 4 孔板送风 29 4 孔板送风 30 4 孔板送风 特点 通常采用下回风温度场和速度场均匀送风量大 20 150次 小时 运行费高要求吊顶空间作送风静压箱适用于高精度空调或净化空调 31 5 其它形式的上送风口 32 直筒风口向下送流型 t 6 用于高大演播室 录音棚 噪声小 33 直筒风口向下送流型 t 6 34 回风形式搭配 下回 工作区在回流区 衰减好 可利用走廊回风 用于办公室 居住建筑 上回 适于主要热源在上部 如照明 或回风道不好布置的场合 可利用吊顶 单侧 百叶风口上下迭 风机盘管 条缝风口异侧 条缝风口 条缝散流器 风机盘管送吸散流器 35 上送下回 36 二 中送 可采用上下回风或下回 不管上部空间 适用于高大空间 如高大中庭 高大厂房 37 东京鹿岛大厦中庭 中庭 38 三 下送 形式地板送吊顶回 地板送地板回风机盘管下送下回或上回置换通风下送上回 39 风机盘管下送下回 40 地板送风 41 置换通风 42 置换通风 displacement 方式原理 下送风 热源 43 下送上排的负荷分析 排风温度提高平均室温提高 室内外温差造成的负荷减小其他可能送风量可以减小 节省风机能耗送风温度可以提高 节省冷源能耗 44 四 回风口和回风形式 回风口汇流 位置 形状影响不大 不应布置在射流区 防止短路 有集中负荷处要尽量把回风口放在负荷处 提高通风效率 回风形式走廊回风吊顶回风管道回风 45 三 风口 Grilles Registers Diffusers 一 评价指标ADPI概念 针对舒适性空调AirDiffusionPerformanceIndexADPI 1 7 ET 1 1 测点数 总测点数 100 有效温差 ET t tn 7 66 Vi 0 15 46 ADPI Tx L曲线 Tx是风速达到0 25m s时的距离 L是特征长度 即射流半径 Tx L 47 三 风口 一 评价指标射程 Vx 0 5m s或Vx 0 25m s处的距离 与喷射风速有关 噪声 与喷射风速有关 阻力 阻力系数一般为常数风量 有额定风量范围 风速范围 48 三 风口 49 三 风口 二 种类 百页风口散流器条缝风口旋流风口投射风口格栅风口孔板风口回风口 金属网格 栅 百叶其他 座椅风口 置换风口 50 1 百叶风口 Blades 适用侧送 有导向功能 上侧送ADPI好的范围小 不适于VAV类型单层 百叶调角度 一般空调双层 两层百叶调角度 高精度空调三层 对开叶片调风量 两层百叶调角度 高精度空调 三 风口 二 种类 51 三 风口双层 三层 百页风口 52 三 风口 二 种类 2 吊顶散流器 Ceilingdiffusers 适用吊顶送风特点根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程 间距 负责面积形状不超过1 1 5类型盘式 平送送吸式 上送上回直片式 向下送或平送流线型 向下送 53 贴附型盘式散流器 三 风口 54 二 种类 方型散流器 贴附型 55 三 风口 贴附型圆形散流器 平送 56 圆形散流器喉部的蝶阀 57 直片型散流器 平送或向下送 58 三 风口条缝型散流器 59 三 风口灯具送风散流器 60 三 风口 二 种类 3 条缝风口 Linearslotoutlets 条缝散流器 linearslotdiffusers ADPI好的范围大 VAV合适灯具送风散流器 Lighttrofferdiffusers ADPI好的范围大 VAV合适条缝格栅风口 LinearBarGrille 一般空调适用 内区吊顶 周边吊顶 窗台 地板 上侧送 61 三 风口 二 类型4 旋流风口适用于下送风 62 地板送风的风口 采用旋流风口 气流迅速扩散 63 地板送风的不同方式 64 香港汇丰银行的地板送风 65 香港汇丰银行的地板送风 66 东京大林组本部的地板送风 67 东京大林组本部的地板送风口 68 三 风口 二 种类5 投射喷口 用于自由射流 高大空间集中送风根据工作区长度与落差来选取喷口 69 三 风口 二 种类 6 格栅风口 Grille 垂直送风 侧送 上送 一般空调工程7 孔板 送风速度3m s以上全面孔板 送风温差大于等于3 出现平行流 适于超净 小风速 小温差出现不稳定流 衰减好 适于温 速精度高 用法有全面或局部 8 回风口 金属网格 栅 百叶 70 其他类型的风口 置换通风风口 71 座椅送风的不同形式 72 上海歌剧院的座椅腿送风 73 大坂中央体育馆 椅背送风 74 四 气流分布的设计方法 对于常规空间与非常规送风形式利用射流经验公式进行设计或者校核计算 例如普通百页风口侧送风喷口送风顶送散流器孔板送风对于非常规空间与常规风口采用CFD方法进行设计与校核计算 例如高大空间置换通风座椅送风 75 四 气流分布的设计方法 射流经验公式法考虑工作区的温度衰减 速度衰减 贴附长度温度衰减 tx t0速度衰减 Vx V0贴附长度 xl 针对依靠贴附 送风可达到的区域 76 四 气流分布的设计方法 风口选择的要点由室内负荷确定送风量 送风温差根据建筑空间的特点选择流型和风口类型确定每个风口的流程或服务范围由工作区最大允许风速 流程求送风速度求工作区最大温度波动 若超标准 需要调整设计 再重新核算 77 四 气流分布的设计方法 风口选择的要点由每个送风口的服务范围求送风口个数和每个送风口的送风量 由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格 对于贴附射流需要校核贴附长度 若不满足要求 加大V0或减小送风温差 还要根据房间高度调整风口至顶棚的距离 78 五 案例分析 1 怀仁堂会议厅建筑现状建筑为21 5 18 5 45米的大跨度房间 吊顶下南北方向有四根40cm高的主梁 东西方向距北墙10米左右有四根立柱并列 座位103个 北墙与立柱之间有82个座位 立柱以南有21个座位 正厅的墙均为内墙 门均为内门 外部有走廊环绕 走廊有外墙 外窗 外墙为500毫米砖墙 内墙为木框玻璃幕墙 屋顶为双脊大屋顶 有吊顶 地板为底层地面 全覆盖地毯 走廊吊顶可以走风道 屋顶不允许走风道 79 目前采用的气流组织方式是东 北 西侧三面上侧送下侧回 送风口中心距地面4米左右 80 空调系统运行现状 采用全空气系统 喷水室处理空气送风口为单层竖百叶风口 每侧五个风口 规格为300 600mm风量可手动调节人员感到吹风感时减小送风量在送风口上加了导向罩送风口中心线距吊顶约1 5m 81 五 案例分析 怀仁堂会议厅 1 怀仁堂会议厅 2 存在的问题人员有吹风感采用多种措施 吹风感问题未解决 82 五 案例分析 怀仁堂会议厅 3 可能的原因东西侧射流与北侧射流正交 造成冷射流碰撞下坠 射程变短 使得风口附近出现局部温度低并且有吹风感 要保证射流的流程 风口的出口风速不应随便降低 因为降低风速会使流程变短 其次夏季用喷水室冷却空气时 如果仅仅减小风量以降低风速 而没有辅以相应的冷水量或水温调节手段 送风温差必然会加大 从而恶化气流组织 83 五 案例分析 怀仁堂会议厅 3 可能的原因现有的风口为单层竖百叶风口 这种风口的气流衰减效果差 只适合一般降温要求的空调工程 不适于高标准要求的舒适性空调 现有的送风口轴心距顶棚有1 5m 而且出流没有上倾角 因此冷射流贴附效果不好 经校核计算几乎没有贴附效果 84 五 案例分析 怀仁堂会议厅 4 可能的改进办法 可能的条件下采用吊顶送风采用双层百页风口 出流保持上倾角采用定风量 改变送风温差来调节负荷调整送风口个数和位置 85 五 案例分析 游泳馆 2 游泳馆 1 设计标准 水温为29 31 空气温度为31 33 室内相对湿度不超过75 室内风速不超过0 2m s 新风通风换气次数为4次 h 14000m3 h 86 五 案例分析 游泳馆 2 土建和空调现状