大空间分层空调

分层空调1分层空调技术介绍分层空调指使高大空间下部工作区域的空气参数满足设计要求的空气调节方式。分层空调方式是以送风口中心线作为分层面，将建筑空间在垂直方向分为2个区域，分层面以下空间为空调区域，分层面以上空间为非空调区域。如图1所示。图1分层空调示意图分层空调的空调区的冷负荷由2大部分组成，即空调区本身得热形成的冷负荷和非空调区向空调区热转移形成的冷负荷。热转移负荷包括对流和辐射2部分。当空调区送冷风时，非空调区的空气温度和内表面温度均高于空调区，由于送风射流卷吸作用，使非空调区部分热量转移到空调区直接成为空调负荷即对流热转移负荷。而非空调区辐射到空调区的热量，被空调区各个面接收后，其中只有以对流方式再放出的部分才转为空调负荷即辐射热转移负荷，夏季由于太阳辐射热作用到各外围护结构中，屋盖的内表面温度最高，而地板的内表面温度往往是最低的，非空调区各个面(包括透过窗进入空调区的)对地板的辐射热占辐射热转移热量Qf的70%～80%。采用分层空调与全室空调相比，可显著地节省冷负荷、初投资和运行能耗。按国内的实验和工程实际运用，一般可节省冷量在30%左右。因此，对于高大空间建筑中，房间高度≥10m，容积＞10000m3的建筑，采用分层空调这种方式是非常适宜的。近些年来，随着我国大型展览、会议场所和航空、铁路、陆路交通枢纽建设的大力发展，出现许多高大空间建筑，这些建筑中需要空调的区域仅为下部工作区域，可利用合理的分层空调技术实现高大空间节能。现状存在的问题是分层空调技术应用不普以及有些做法值得商榷。如，分层空调在满足空调区使用要求的各项参数下，分层高度h1越低越节能，有些建筑借用冬季地板辐射采暖的设备满足高大空间空调制冷，辐射地面温度比全空气系统对流换热时的温度低，空气是辐射的近似透明体，这样采用辐射供冷处理高大空间空调没有分层高度，同时会加大空调制冷的能耗。在高大空间中，利用合理的气流组织仅对大空间下部（或上部）的空间即工作区进行通风空调，而对上部（或下部）的大部分空间不进行空调，非空调区和空调区以大空间腰部喷口送风形成的射流层作为分界线。大空间建筑分层空调适用的气流组织形式主要有四种：1）带空气幕的双侧对喷下部排风；2）双侧对喷上、下部排风；3）双侧对喷上、下部排风中部一次回风；4）双侧对喷上、下部排风中部送新风。这种技术应用的基本原则是：1）供冷时，冷风只送到工作区，此外利用室外空气或回风以分隔形成上部非空调空间，或用于满足消防排烟之需；2）在供暖时，送风温差宜小，且应送到工作区。有条件时与辐射供暖相结合。采取这些措施后，空调负荷可减少30%~40%。在分层空调的设计中，气流组织非常重要，它直接与空调效果有关。能否保证工作区的温度分布均匀，得到理想的速度场，达到分层空调的效果和节能的目的，很大程度上取决于合理的气流组织。只要将空调区的气流组织得好，使送入室内的空气充分发挥作用，就能在满足工作区空调要求的前提下，最大限度地降低分层高度，节约空调负荷，减小空调设备容量并节省设备运转费用。2常见的气流组织形式通风空调室内的气流组织，是指其中的气流流形以及空气的各物理量的分布，如温度、速度、湿度以及污染物浓度等。气流组织的方式归结起来主要取决于送风口和回风口的位置和形式，即送、回风方式。常见的空调送、回风方式可分为如下几种形式：1）侧送下回方式。侧送方式是大空间建筑采用的最广泛的一种气流组织形式，它是将送风口设在大厅侧墙上部，冷风（或热风）由送风口送出，气流吹过一定距离后转折下落到工作区后以较低的速度流过整个工作区，由设置于同侧下部的回风口排出。根据空间跨度大小，分单侧送风单侧回风方式和双侧送风双侧回风方式。侧送方式中，以喷口侧送最为常见。除了喷口送风外，侧送方式还包括百叶侧送，但由于有噪声和“脑后风”等，百叶侧送只作为辅助送风方式被采用。2）上送下回方式。上送下回方式，是将送风口安装在建筑的顶棚或上部网架空间内，将回风口设在下部侧壁上，空气自上而下送至人员活动区，然后由回风口抽走，其送风形式包括散流器、喷口、旋流风口、条缝和孔板送风等。从使用效果上讲，上送下回方式是比较好