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1、第5章 空调房间的气流分布,张海涛,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。,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）,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,进入空间受限情况,紊流射流,一、等温自由射流,由于紊流的横向脉动和涡流
2、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）,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,二、非等温射流,射流会发生弯曲阿基米德数ArAr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,三、受限射流,轴对称射流,贴附射流,贴附射流 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,第二节 排（回)风口的气流流动）,回风
3、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,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,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,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。,2.散流器,散流器是安装在顶棚
4、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,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。,下送型散流器,散流器下送送出的射流扩散角在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,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。,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。,5.
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。,6.孔板送风口,即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。,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,7.专用送风口,座椅送风口,灯具送风口,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
6、生影响；回风口不能在送风口的射流区内。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,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,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。,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
7、正常使用。,2.上送上回,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。,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,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。,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
8、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,1.侧送风,图1 侧送贴附射流流型,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,图2 非等温受限射流轴心温差衰减曲线,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
9、口规格尺寸，使实际风口当量直径,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。,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用要求，又比较美观，是常见的送风形式。,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：,（3）轴心温差对于散流器平送，其轴心温差衰减可近
10、似地取：,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,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，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。,喷口送风的设计计算：,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。,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
11、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。,56,56,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,57,57,(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-=(ti
12、tn)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%,58,58,（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内工作区空气的某些参数的值和波动范围达到设计要求。换句话说，消除室内某种有害物是以投入能量为代价的。因此，作为评价气流组织的经济指标，就应能够反映投入能量的利用程度，为此，引入“投入能量利用系数”.恒温空调系统的“投入能量利用系数式中:t0送风温度，tn工作区设计温度，tp排风温度。,小结1.送风射流的流动规律2.送风口的类型和特点3.气流组织形式4.气流组织的评价,
