空调房间的空气分布【高级课件】

1、第5章 空调房间的气流分布,张海涛,1,严选内容,空气分布的定义：,空气分布也叫气流组织，就是在是空调房间内合理地布置送风口和回风口，使得经过净化和热湿处理的空气，由送风口送入室内后，在扩散与混合的过程中，均匀地消除室内余热和余湿，从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。,2,严选内容,3,严选内容,空间空气分布的形式有多种，主要取决于: 风口的类型 风口的布置方式（数量、位置） 送风参数（送风温差，送风口速度）,4,严选内容,第一节 送风射流的流动规律,层流射流 紊流射流 等温射流 非等温射流 自由射流 受限射流,雷诺数的大小,t0,tn

2、,进入空间 受限情况,5,严选内容,紊流射流,6,严选内容,一、 等温自由射流,由于紊流的横向脉动和涡流的出现，射流卷吸周围空气，射流流量逐渐扩大，呈锥体状（扩散角）,7,严选内容,速度不断减小 边界速度首先减小，轴心速度不变起始段 根据动量守恒，轴心速度减小主体段,8,严选内容,二、 非等温射流,射流会发生弯曲阿基米德数Ar Ar浮升力与惯性力之比 Ar大，则射流弯曲大 空调送风温度与室内温度有一定温差，射流在流动过程中，不断掺混室内空气，射流温度逐渐接近室温。 轴线上温度分布规律可用半经验公式求得,9,严选内容,10,严选内容,三、 受限射流,轴对称射流,贴附射流,11,严选内容,贴附射流

3、 当送风口贴近顶棚，由于射流在顶棚处不能卷吸空气，因此 上部流速大，静压小 下部流速小，静压大 非等温射流为冷射流，在射流达到某一距离处会脱离顶棚贴附长度,12,严选内容,第二节 排（回)风口的气流流动）,回风口与送风口的空气流动规律完全不同， 送风射流:扩散，形成点源 回风气流:集中,形成点汇 在吸风气流作用区内，任意两点间的流速变化与据点汇的距离平方成反比。 点汇速度场的气流速度迅速下降，使回风口的汇流场对房间气流组织影响比较小,13,严选内容,第三节 空气分布器及房间气流分布形式,一、 空气分布器的型式 型式多样 按房间的性质、对气流分布的要求、房间内部装饰的要求进行选择,14,严选内容

4、,送风口的型式,百叶风口,散流器,孔板送风口,喷射式送风口,旋流送风口,条缝风口,15,严选内容,1. 百叶风口,百叶可做成活动可调的，既能调节风量，也能调节出风方向。 为了满足不同的调节性能要求，可将百叶做成多层，每层有各自的调节功能。,16,严选内容,17,严选内容,2.散流器,散流器是安装在顶棚上的一类送风口，气流从顶棚向下送出并有一定扩散功能。 散流器的型式有两种： 平送型 下送型,18,严选内容,平送型散流器 。,散流器平送送风射流沿着顶棚径向流动形成贴附射流 射流与室内空气充分混合后进入空调区，使空调区具有稳定而均匀的温度和风速。,19,严选内容,下送型散流器,散流器下送送出的射流

5、扩散角在2030度之间 只有采用密集布置向下送风，工作区风速才能均匀 密集布置有可能形成平行流,20,严选内容,21,严选内容,3.喷口,喷口送风口是一种出口风速大，风量大的送风口。 送风射流较长，可以不贴顶送风，在送风温差的作用下，送风射流形成弯曲。,22,严选内容,23,严选内容,4.条缝送风口,这两种风口不能调节风量和出风方向，适用于一般要求的空调系统，其中条缝型风口常作为风机盘管及诱导器的出风口。,24,严选内容,25,严选内容,5.旋流风口,由出口格栅、集尘箱和漩流叶片组成。空调送风经旋流叶片切向进入集尘箱，形成旋转气流由格栅送出。,26,严选内容,27,严选内容,6.孔板送风口,即

6、是开孔的吊顶或夹层。 整个房间吊顶或夹层都开口的为全面孔板送风；一部分开孔的叫局部孔板送风。 孔板送风空气以较低的速度在吊顶或夹层里均匀分布，形成稳压箱，然后由细孔流出。,28,严选内容,29,严选内容,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。,孔板送风特 点,30,严选内容,7.专用送风口,座椅送风口,31,严选内容,灯具送风口,32,严选内容,8.回风口,对于回风口及回风管道设在顶部的上回风，需要主要送回风管道避免交叉布置，以免对吊顶高度产生影响； 回风口不能在送风口的射流

7、区内。 对于回风口和回风管设在空调区下部的下回风，不会出现短路问题，但需要注意的是如何布置回风口和回风管而尽量不影响房间的使用,33,严选内容,34,严选内容,第三节 空气分布器及房间气流分布形式,二 、空间气流分布的形式 上送下回 上送上回 中送风 下送上回,35,严选内容,1.上送下回,上送下回方式送风口位于空调区的上部，回风口位于空调区的下部。 送风气与室内空气充分混合后进入工作区后，由空调区下部的回风口排出空调区。,36,严选内容,优点 上送下回方式能够形成比较均匀的温度场和速度场， 送风口与回风口之间不易发生“短路”，是混合式送风的基本方式。 应注意的问题 在实际工程中应注意由于回风

8、口在空调区下部，回风口及回风管路的设置要避免影响房间的正常使用。,37,严选内容,2.上送上回,38,严选内容,特点： 1.送回风口均设置在房间上部或隐藏在顶棚内，不占用房间使用面积，易于室内装修协调。 2.部分工作区处于射流区，部分工作区处于回流区，不易形成均匀的温度场合速度场，如果风口布置不当，容易造成送回风气流短路。,39,严选内容,3.下送上回,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,40,严选内容,4.中送风,在某些高大的建筑空间内，实际工作区高度仍然在2米以下，因此不需要将整个空间都作为

9、调节的对象。可采用中部送风的送风方式。 中送风具有一定的节能效果。,41,严选内容,第四节 房间气流分布的计算,选择气流分布的形式 确定送风口的形式 确定送风口的数目和尺寸 计算工作区的风速和温度 检验工作区的风速和温差 调整,42,严选内容,1.侧送风,图1 侧送贴附射流流型,43,严选内容,为保证空调区的温度场、速度场达到要求，侧送风气流组织设计计算涉及的内容如下：,（1）送风口的出流流速 送风口的出流流速的确定需要满足两方面的要求： 一是保证工作区噪声要求。 二是保证工作区最大风速在允许范围。 （2） 贴附长度 （3） 射流温差衰减,44,严选内容,图2 非等温受限射流轴心温差衰减曲线,

10、45,严选内容,侧送风气流组织设计的步骤如下: 确定已知条件 根据射流方向房间长度L，确定要求的贴附射流长度x 。 按允许的射流末端温度衰减值，查图得出射流相对射程允许的最小值。 由相对射程最小值和x，可得计算风口最大直径 根据 选择风口规格尺寸，使实际风口当量直径,46,严选内容,由房间送风量 和风口面积A0，假定风口数量n，计算风口的实际出风速度 。 计算射流自由度 计算阿基米德数Ar 用公式 校核房间高度。,47,严选内容,2.散流器送风,散流器平送流型送风射流沿着顶棚径向流动形成贴附射流，使工作区容易具有稳定而均匀的温度和风速，当有吊顶利用或有设置吊顶的可能时，采用散流器送风既能满足使

11、用要求，又比较美观，是常见的送风形式 。,48,严选内容,为保证空调区的温度场、速度场达到要求散流区送风气流组织设计计算涉及的内容如下:,(1)送风口的喉部风速 (2)射流速度衰减方程及室内平均风速 散流器射流的速度衰减方程为： 室内平均风速：,49,严选内容,（3）轴心温差 对于散流器平送，其轴心温差衰减可近似地取：,50,严选内容,散流器送风气流设计步骤： （1）布置散流器 （2）预选散流器 （3）校核射流的射程 （4）校核室内平均风速 （5）校核轴心温差衰减,51,严选内容,3.喷口送风,特点：喷口送风的喷口截面大，出口风速高，气流 射程长，与室内空气强烈掺混，能在室内形 成较大的回流区

12、，达到布置少量风口即可满 足气流均布的要求，同时具有风管布置简单 便于安装、经济等。,52,严选内容,喷口送风的设计计算：,53,严选内容,例：已知房间尺寸长A=30m，宽B=24m，高H=7m。要求夏季室内温度为28，室内显冷负荷为Q=232700kJ/h，采用安装在6m 高的圆喷口对喷，试进行喷口送风设计计算。,54,严选内容,第五节 气流分布的性能评价,在保证空间使用功能的条件下，不同气流分布方式将设计整个空调系统的能耗量和初投资。就气流分布而言，其均匀性和有效性的评价方法也有以下几种。,55,严选内容,对工艺性空调来说，除了要求在工作区内所有测点的速度平均值满足设计要求外，还要求工作区

13、内的速度不均匀性满足设计要求。为此，引入“温度不均匀系数”Kt和“速度不均匀系数”Ku。,式中:n测量点数， v工作区任一点速度， vpn个测点的速度算术平均值， sv速度的均方根偏差。,很显然，kt和ku越小，则气流分布的均匀性越好,(一) 不均匀系数,56,严选内容,(二)空气分布特性指标,对舒适性空调来说，则用人的舒适感觉作为评价的技术指标。人的舒适感觉与众多因素有关，评价指标也可以是各种各样。 ET-=(titn)7.66(ui0.15) 式中:ET-有效温度差 ti房间任一点温度， tn给定室温， ui房间任一点速度， 若ET-1.7+1.1之间，则多数人感觉舒适。 在一般情况下，应使ADPI=80%,57,严选内容,（三）能量利用系数,气流组织设计的任务，就是以一定型式送进房间一定数量经过处理成某种参数的空气，用以消除室内一定量的某种有害物使室