第5章空调区的气流组织和空调

第5章空调区的气流组织和空调风管系统空气调节区的气流组织（又称为空气分布），是指合理地布置送风口和回风口，使得经过处理后的空气，送入空调区，从而使空调区（通常是指离地面高度为2m以下的空间）内形成比较均匀而稳定的温湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。•影响空气调节区内空气分布的因素有：•送风口的形式和位置•送风射流的参数（例如，送风量、出口风速、送风温度等）•回风口的位置•房间的几何形状以及热源在室内的位置等送风口的形式和位置、送风射流的参数是主要的影响因素第一节空调区的气流分布方式•气流分布方式：顶（上）送风系统置换通风系统工位与环境相结合的调节系统地板下送风系统8.1.1顶(上）部送风系统•原理：以高于室内人员舒适所能接受的速度从房间上部（顶棚或侧墙高处）送出。•在进入人员活动区（高达1.8m）之前，把气流速度减至容许的速度（不高于0.25m/s）。2、气流分布形式（1）上送下回适合于有恒温要求和洁净度要求的工艺性空调及冬季以送热风为主且空调房间层高较高的舒适性空调系统。单侧送、回双侧送、回顶棚散流器送、双侧回顶棚孔板送、单侧回（2）上送上回这种气流分布形式，主要适用于以夏季降温为主且房间层高较低的舒适性空调系统。单侧送风双侧由内向外送风双侧由外向内送风送、回不在同一侧顶棚送、回两用散流器（3）中送风这种送风方式在满足室内温、湿度要求的前提下，有明显的节能效果，但就竖向空间而言，存在着温度“分层”现象。主要适用于高大的空间，如需设空调的工业厂房等，通常称为“分层空调”。中送、下回中送、下回+顶排3.顶部送风系统空调区的送风方式（1）侧面送风指依靠侧面风口吹出的射流实现送风的方式。送风口（如百叶风口等）布置在房间上部的侧墙处回风口布置在房间下部或房间上部的侧墙处回风口通常与送风口处在同一侧•对于温湿度控制有一定要求的工艺性空调，当室温允许波动范围≥±0.5℃时，侧送气流应设计为贴附射流。•所谓贴附射流是指侧送风口贴近顶棚布置时，由于附壁效应的作用，促使空气沿壁面流动的射流。•贴附射流可看成自由射流的一半。1）气流类型使整个空调区处在回流之中，从而获得比较均匀而稳定的温度场和速度场。侧送贴附射流必须要有足够的贴附长度才行。•侧送风口安装离顶棚越近•以一定的仰角向上送风Ar≤0.0097下面介绍4种“上送下回”的布置方法：•a.对于单侧上送下回，将送风总管设在走廊的吊顶内，利用支管端部的风口向室内送风，回风口设在回风立管的端部，立管暗装在墙内，并利用吊平顶上部的空间做总回风风管。2）布置方法•b.将送风总管和回风总管都设在走廊吊平顶内，而回风立管紧靠内墙或走廊墙面敷设•c.将送风、回风总管设在走廊吊顶内，在房间内墙的下部设格栅回风口，回风进入走廊内，并由设在吊平顶内的回风总管上开设的回风口处被吸走。•d.对于双侧上送下回，其回风风管可以设在室内，也可在地坪下做总回风道3）应用场合•侧送方式具有布置简单、施工方便、投资节省、能满足房间对射流扩散、温度和速度衰减的要求，广泛地用于一般舒适性空调房间的送风，其中侧送贴附送风方式，具有射程长、射流衰减充分等优点，用于高精度的恒温空调工程。（2）散流器送风1）散流器平送散流器平送是指气流从散流器吹出后，贴附着平顶以辐射状向四周扩散进入室内，使射流与室内空气很好混合后进入空调区。这样整个空气区处于回流区，可获得较为均匀的温度场和速度场。散流器平送方式，一般用于对室温允许波动范围有一定要求、房间高度较低，但有高度足够的吊顶或技术夹层可利用时的工艺性空调，也可用于一般公用建筑的舒适性空调。2）散流器下送散流器下送是指气流从散流器吹出后，一直向下扩散进入室内空调区，形成稳定的下送直流气流，可以使空调区被笼罩在送风气流中。采用散流器送风均需设置吊顶或技术夹层，风管暗装工作量大，投资比侧面送风要高（3）孔板送风•孔板送风是利用顶棚上面的空间为稳压层，空气由送风管进入稳压层后，在静压作用下通过在顶棚上开设的具有大量小孔的多孔板，均匀地进入空调房间内的送风方式，而回风口则均匀地布置在房间的下部。当房间高度在3～5m，而又要求较大的送风量时，为保证空调区内具有较均匀的速度场和温度场，可采用孔板送风。（4）喷口送风•喷口送风是依靠喷口吹出的高速射流实现送风的方式。•特点：送风速度高，射程远，射流带动室内空气进行强烈混合，使射流流量成倍增加，射流断面不断扩大，速度逐渐衰减，并在室内形成大的回旋气流，从而确保工作区获得均匀的温度场和速度场。•喷口送风主要用于大型体育馆、礼堂、影剧院及高大空间（例如工业厂房与其他公共建筑）的空调工程。8.1.2置换通风系统•置换通风是将经过热湿处理的新鲜空气直接送入室内人员活动区，并在地板上形成一层较薄的空气湖。室内人员及设备等内部热源产生向上的对流气流。排风口设置在房间的顶部，将热浊的污染空气排出，属于“下送上排”的气流分布形式。“下送上排”1、原理•在符合下列条件时，可考虑设置置换通风：有热源或热源与污染源伴生，人员活动区空气质量要求严格，房间高度不低于2.4m，建筑、工艺及装修条件许可且技术经济比较合理。置换通风的目的是保持人员活动区的温度和浓度符合设计要求，允许活动区上方存在较高的温度和浓度。置换通风能改善室内空气品质，减少空调能耗。置换通风可在教室、会议室、剧院、超市、室内体育馆等公共建筑，以及厂房和高大空间等场合中应用。2、气流分布型式站姿人员产生的上升气流坐姿人员产生的上升气流3.热烟羽流量•热烟羽是置换通风系统中气流运动的原动力。在热源自然对流的上升初始阶段，热烟羽流量小于送入气流流量。热烟羽流量是上升高度的函数，它随着上升高度的增加而增加。如果热烟羽流量在近顶棚处大于送风量，则必将有一部分气流下降返回，因此必将在某个平面上热烟羽流量恰好等于送风量落地安装地平安装架空安装5.末端装置的布置型式及风口的选择8.1.3工位与环境相结合的调节系统（TAC）•TAC系统可由邻近室内人员单独控制较小的局部区域（即经常占用的工作位置）的热微气候，而在建筑物的环境空间内（即走廊、经常被占用工作位置以外的其他区域），仍然自动维持可接受的环境状态•TAC系统的特点，就是降低了非关键区域内周围环境的空调要求，只有在需要维持室内人员舒适的时间和场合里，可单独控制的TAC送风口才能提供工位空调。桌面散流器桌下散流器桌下散流器“下送上回”8.1.4地板下送风系统（UFAD）•早在20世纪50年代在余热量较高的空间（例如，计算机房、控制中心和实验室）曾采用过，已经证明它是将调节好的空气输送到建筑物人员活动区特定位置的送风口处的最有效的方法。•在20世纪70年代，下部送风在西德被引进办公建筑中作为一种解决方案，解决了在整个办公楼内由于电子设备增多而引起的电缆管理和除去余热量的问题。1.允许室内个别人员控制局部热环境2.增进通风效率，改善室内空气品质3.供冷时，送风温度较高（16~18°C）4.降低寿命周期的建筑费用5.提高生产率增进健康，等UFAD与顶部送风的区别：第二节空调送风口、回风口的类型及应用场合8.2.1百叶风口1.单层百叶风口2.双层百叶风口3.侧壁格栅风口4.条缝型格栅风口•风口的规格用颈部尺寸W×H表示•常用作回风口1.单层百叶风口2.双层百叶风口•前竖后横VH•前横后竖HV•常用作送风口•常用于侧墙上回风口，储藏室、仓库等建筑物外墙上的通风口，也可用于通风空调系统中的新风进风口。3.侧壁格栅风口•固定百叶直片条缝风口，既可用于送风口，也可作为回风口。用于送风时，风口上方需设静压箱，以确保垂直下送气流分布均匀。这种条缝风口主要用于公共建筑的舒适性空调。4.条缝格栅风口•8.2.2散流器1.方形散流器方形散流器，安装在房间的顶棚上，送出气流呈平送贴附型，广泛应用于各类工业与民用建筑的空调工程中。•颈部尺寸W×H•外沿尺寸A×B＝（W+106）×（H+106）•顶棚上预留洞尺寸C×D=（W+50）×（H+50）。2.矩形散流器•圆形散流器有三种常见的形式，通常安装在顶棚上，多用于工业与民用建筑的空调工程中。3.圆形散流器•圆形散流器的规格以颈部直径表示。普通圆形散流器圆盘形散流器凸形散流器4.送回（吸）两用型散流器•（1）工作原理•（2）技术特点5.自力式温控变流型散流器1）能独立控制送风气流的流型。夏季送风温度≤17℃时，水平送风；冬季送风温度≥27℃时，垂直下送。2）送风流型的控制与切换无需消耗任何能量。3）结构简单，易于加工制作，价格较低。4）安装简便，很少或无需维护管理。5）温控器使用寿命长，基本无需更换。•（2）技术特点•8.2.3喷射式送风口射流喷口（嘴）的型式1.球形旋转式风口•该风口适用于高温车间的岗位送风、保龄球场、大厅和体育馆等的空调送风。•具有射程远、高效、低噪声、低阻力、安装调节简便、外形美观和结构轻巧等特点•适合于高大空间的空调送风，在国内的某些国际机场候机大厅、国际会展中心等大量规格建筑中都有应用。2.妥思（Trox）球形射流喷口•旋流送风口是依靠起旋器或旋流叶片等部件，使轴向气流起旋形成旋转射流，由于旋转射流的中心处于负压区，它能诱导周围大量空气与之相混合，然后送至工作区。•8.2.4旋流送风口•8.2.5射流消声风口•所谓消声风口，是指将具有消声功能的射流消声元件，按照一定的间距和排数，安装在矩形（或条缝形）、圆形（或半球形）的壳体内，构成矩形（或条缝形）、圆形（或半球形）的消声风口•8.2.6置换通风器•置换通风的出口风速低，送风温差小的特点导致置换通风系统的送风量大，它的末端设备需要的出风面积相对也较大。•8.2.7TAC送风口•8.2.8UFAD送风口•8.2.9回风口•回风口的布置方式•尽量避免射流短路和产生“死区”等现象。•采用侧送时，把回风口布置在送风口同侧，效果会更好。•回风口的吸风速度游泳馆办公室沃尔玛超市工业厂房对风速要求高的实验室学校等公共场所体育馆报告厅•8.4.2通风管道配件1.钢板矩形风管的配件（1）矩形弯管弯管用来改变空气的流动方向，使气流转90°弯或其他角度导流片（2）矩形变径管（大小头）变径管用来连接断面尺寸不同的风管扩大角：θ≤45°收缩角：θ≤60°θ≤30°（3）矩形来回弯管来回弯管用来改变风管的升降、躲让或绕过建筑物的梁、柱及其他管道（4）矩形三通和四通三通和四通用于风管的分叉和汇合，即气流的分流和合流分叉式分隔式钢板矩形风管配件的正、误作法2.钢板螺旋圆风管的配件3.螺旋扁圆形风管的配件•8.4.3风量调节阀和定风量调节器1.风量调节阀蝶阀多叶调节阀拉杆式矩形三通调节阀手柄式矩形三通调节阀菱形调节阀2.定风量调节器定风量调节阀是一种机械式的自力装置，它对风量的控制无需外加动力，只依靠气流自身的力来定位阀片的位置，从而在整个压力差范围内将气流保持在预先设定的流量上。适用于安装在要求风量固定的风管系统中。•8.4.4风机与风管的连接•1.泵的扬程H•2.风机的全压p风机的静压pj•3.流量qv•4.有效功率Pe•5.轴功率P：原动机传递到泵与风机轴上的输入功率•6.全效率η：•7.转速n•离心式泵与风机的性能参数•8.4.4风机与风管的连接•■系统效应的影响–■接入管网系统的风机的风压及流量都不同程度地低于风机的理论计算值和生产厂给出的风机特性曲线值.–■系统效应降低风机的性能，是由风机与管道的连接方式不同而产生的.•■入口的系统效应•■出口的系统效应•■入口的系统效应风机吸入口与风管的连接要比压出口与风管的连接对风机性能的影响要大。–■出口的系统效应•■效应管道长度：•■风机出口截面不规则的速度分布至管道内气流速度规则分布的截面之间管段长度；–■在效应管道长度范围内断面的任何改变，均导致风机性能降低υ≤12.5m/s，取2.5d