空氣調(diào)節(jié)趙榮義5

1、第五章 空調(diào)房間的空氣分布第八章第八章 空調(diào)區(qū)的氣空調(diào)區(qū)的氣流組織和空調(diào)風(fēng)管系流組織和空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)統(tǒng) 空氣從孔口吹出，在空間形成一股氣流稱為吹出氣吹出氣流或射流流或射流。n 研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容：在一定的出風(fēng)口面積、形式和出風(fēng)速度條件下，研究氣流速度和溫度的沿程變化。 n 目的目的：根據(jù)射流規(guī)律，合理布置送風(fēng)口的數(shù)量和位置，保證人呼吸區(qū)或者某個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的空氣的溫度、速度、潔凈度等參數(shù)滿足要求。知識(shí)點(diǎn)1：影響空氣調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)空氣分布的因素有n送風(fēng)口的形式、數(shù)量和位置送風(fēng)口的形式、數(shù)量和位置n送風(fēng)射流的參數(shù)（例如，送風(fēng)量、送風(fēng)溫度等）送風(fēng)射流的參數(shù)（例如，送風(fēng)量、送風(fēng)溫度等）n回風(fēng)口的位置、尺寸回風(fēng)口的

2、位置、尺寸n房間的幾何形狀以及熱源在室內(nèi)的位置等房間的幾何形狀以及熱源在室內(nèi)的位置等送風(fēng)口的形式和位置、送風(fēng)射流的參數(shù)是主要的影響因素送風(fēng)口的形式和位置、送風(fēng)射流的參數(shù)是主要的影響因素自由射流自由射流 是否受限是否受限溫度狀況溫度狀況 射流射流等溫射流等溫射流非等溫射流非等溫射流受限射流受限射流 在空調(diào)工程中常見(jiàn)的情況，多為非等溫受限射流。知識(shí)點(diǎn)2：送風(fēng)射流的規(guī)律一、自由射流一、自由射流 uxuaxdaxdmdxmFx0048001450480010.ddaxdx00680145. (.)tga 34 .射流斷面直徑：射流斷面直徑：射流擴(kuò)散角：射流擴(kuò)散角：等溫自由射流等溫自由射流射流軸心速度射

3、流軸心速度：d0極點(diǎn)起始段主體段x2u0ux紊流系數(shù)集中射流集中射流：圓形、方形、矩形扁射流扁射流：邊長(zhǎng)比大于10的風(fēng)口扇形射流扇形射流：扇形導(dǎo)流非等溫自由射流非等溫自由射流TTuunFxxx0010073.ydxdtgArxdaxd00020051035(cos) ( .cos.)軸心溫度：軸心溫度：射流落差：射流落差：阿基米德數(shù)阿基米德數(shù)ArAr判斷射流的變形：判斷射流的變形： 對(duì)于非等溫射流，對(duì)于非等溫射流，由于射流與周圍介質(zhì)的密度不同，在浮力和由于射流與周圍介質(zhì)的密度不同，在浮力和 重力不重力不平衡的條件下，水平射出的射流軸將發(fā)生彎曲。平衡的條件下，水平射出的射流軸將發(fā)生彎曲。 Ar

4、0Ar 0， 熱射流，向上彎曲；熱射流，向上彎曲；Ar = 0Ar = 0， 等溫射流，不彎曲；等溫射流，不彎曲；Ar 0Ar 4b時(shí)，則計(jì)算斷面處于主體段，此時(shí)速度與溫度的衰減式則為：長(zhǎng)條型孔板：圓、方形孔板： 21xxubmux21xxtbntx1211.13xxfumux1211.13xxftntx全面孔板的氣流分布計(jì)算主要考慮在匯合段所發(fā)生的匯流過(guò)程，其計(jì)算式為：301.2xuikKu031xtktKi二孔板送風(fēng)的計(jì)算方法采用孔板送風(fēng)應(yīng)注意以下各點(diǎn)：1.要達(dá)到較好的空氣分布效果，一般開(kāi)孔率k0.2%0.5%范圍內(nèi)，即一般取l4d0；2.為避免孔口出流時(shí)產(chǎn)生較大的噪聲并保證工作區(qū)流速處于

5、合宜的范圍，一般 ；3.為使孔板出風(fēng)均勻，采用等量送風(fēng)的管道和靜壓室是必要的，一般限制孔口出流前的空氣流速（垂直于孔口出流方向）和孔口流速之比值，即 （u為垂直于孔口出流方向的空氣流速），以免出流不均勻和出流偏斜。04/um s00.25uu二孔板送風(fēng)的計(jì)算方法200.5 C【例54】某空調(diào)房間尺寸為6*6*4（長(zhǎng)*寬*高）（m），房間溫度要求為 ，工作區(qū)空氣流速不超過(guò)0.25m/s，夏季室內(nèi)顯熱冷負(fù)荷為7200kJ/h。試選擇孔板布置并進(jìn)行送風(fēng)氣流的計(jì)算?！窘狻?.確定用局部孔板下送，設(shè)每塊孔板尺寸為5.8*1.0（m），共有三塊，則總孔板面積與頂棚面積之比為5.8*3/6*6=48%，故滿

6、足局部孔板送風(fēng)的條件?？装逶陧斉锏牟贾萌鐖D所示。2.設(shè)定送風(fēng)溫差為 ，則送風(fēng)應(yīng)為故每塊孔板的送風(fēng)量為 二孔板送風(fēng)的計(jì)算方法04tC372001485/1.2 1.01 4Lmh301485/3495/Lmh3.在工作區(qū)高度h=2m時(shí)，判斷計(jì)算斷面所在的射流段。根據(jù)x1=4b檢查知，x1=4*1=4m，顯然射流處于起始段。4.K1，K2，K3：二孔板送風(fēng)的計(jì)算方法K1，K2查表獲得設(shè)k=0.0076（或0.76%），則每塊孔板的空口面積因此，這樣，根據(jù)A查表，K3=1.65200.0076 5.8 10.44fm 04953.1/0.044 3600um s323420.011.22(3.1)(

7、0.48)1 0.0076A 二孔板送風(fēng)的計(jì)算方法5.求到達(dá)工作區(qū)的中心氣流速度：取有靜壓室孔板， 則所以 0.7511230 xukK K Ku0.00760.48 1 1.650.080.75 100.080.08 3.10.25/xuum s6.求到達(dá)工作區(qū)時(shí)空氣的中心溫差衰減：12013xtKktK K10.00760.1270.48 1.650.750100.1270.12740.51xttC二孔板送風(fēng)的計(jì)算方法 計(jì)算結(jié)果說(shuō)明該孔板能滿足設(shè)計(jì)要求。最后完成孔板的孔口布置及確定靜壓室高度： 根據(jù)k=0。0076，取正方形排列，并設(shè)d0=0.005，則可求得孔間距l(xiāng)，即200.785dk

8、l00.7850.7850.0050.050.0076ldk按 的要求，u0=3.1m/s，故靜壓室內(nèi)氣流橫向流速 已知每塊孔板的送風(fēng)量L0=495m3/h，因此單側(cè)送風(fēng)的靜壓室最小高度應(yīng)為：在靜壓室高度受限的條件下，可采取雙側(cè)送風(fēng)，從而減小u值，取得更為理想的效果。00.25uu0.25 3.10.775/um s4950.1770.775 1 3600jhm （1 1）不均勻系數(shù)）不均勻系數(shù)知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)6 6： 氣流分布性能的評(píng)價(jià)氣流分布性能的評(píng)價(jià)算數(shù)平均值ittniuun均方根差為2()itttn2()iuuun不均勻系數(shù)ttktuuku（2 2）空氣分布特性指標(biāo)（）空氣分布特性指標(biāo)（A

9、DPIADPI指標(biāo)）指標(biāo)） 空氣分布特性指標(biāo)(Air Diffusion Performance Air Diffusion Performance Index Index ，ADPIADPI)定義為滿足規(guī)定風(fēng)速和溫度要求的測(cè)點(diǎn)數(shù)與總測(cè)點(diǎn)數(shù)之比n相對(duì)濕度在較大范圍內(nèi)(30%70%)對(duì)人體舒適性影響較小，可主要考慮空氣溫度與風(fēng)速對(duì)人體的綜合作用：()7.66(0.15)iniETttun當(dāng)-1.7ET1 100(a)(a)近似活塞流近似活塞流(b)(b)下送上回下送上回1 50100（3 3）換氣效率）換氣效率（4 4）能量利用系數(shù)）能量利用系數(shù)ponotttttp、tn、to分別為排風(fēng)溫度、工

10、作區(qū)空氣平均溫度、送風(fēng)溫度知識(shí)點(diǎn)7： 空調(diào)風(fēng)管（1）風(fēng)管的分類 A A、按制作風(fēng)管的材質(zhì)分、按制作風(fēng)管的材質(zhì)分 鍍鋅薄鋼板風(fēng)管鍍鋅薄鋼板風(fēng)管土建風(fēng)管土建風(fēng)管復(fù)合風(fēng)管復(fù)合風(fēng)管薄鋼板有普通薄鋼板薄鋼板有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。和鍍鋅薄鋼板兩種。鋼板厚度，一般采用鋼板厚度，一般采用0.51.5mm左右。左右。酚醛鋁箔復(fù)合直接風(fēng)管酚醛鋁箔復(fù)合直接風(fēng)管無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管 復(fù)合玻鎂風(fēng)管板材復(fù)合玻鎂風(fēng)管板材 復(fù)合玻纖板風(fēng)管復(fù)合玻纖板風(fēng)管 對(duì)于有防腐要求的空調(diào)工程，可采用硬聚氯乙烯塑料板對(duì)于有防腐要求的空調(diào)工程，可采用硬聚氯乙烯塑料板或玻璃鋼板制作的風(fēng)管。僅限于室內(nèi)應(yīng)用，且流體溫度或玻璃鋼板制作

11、的風(fēng)管。僅限于室內(nèi)應(yīng)用，且流體溫度不可超過(guò)不可超過(guò)-10+60。圓形螺旋風(fēng)管圓形螺旋風(fēng)管 矩矩形形風(fēng)風(fēng)管管圓形金屬軟管圓形金屬軟管 需要經(jīng)常移動(dòng)的風(fēng)管，則大多采用柔性材料制成各需要經(jīng)常移動(dòng)的風(fēng)管，則大多采用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、金屬軟管、橡膠軟管等。種軟管，如塑料軟管、金屬軟管、橡膠軟管等。辦公室辦公室 沃爾瑪超市沃爾瑪超市 工業(yè)廠房工業(yè)廠房 對(duì)風(fēng)速要求高的實(shí)驗(yàn)室對(duì)風(fēng)速要求高的實(shí)驗(yàn)室 學(xué)校等公共場(chǎng)所學(xué)校等公共場(chǎng)所 體育館體育館 報(bào)告廳報(bào)告廳 B B、按風(fēng)管系統(tǒng)的工作壓力分、按風(fēng)管系統(tǒng)的工作壓力分 可分為低壓系統(tǒng)、中壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)?？煞譃榈蛪合到y(tǒng)、中壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)。 C C、按照

12、風(fēng)管的斷面形狀分、按照風(fēng)管的斷面形狀分 分為圓形、矩形、扁圓形和配合建筑空間要求確定分為圓形、矩形、扁圓形和配合建筑空間要求確定的其他形狀。的其他形狀。 圓形風(fēng)管的規(guī)格是以外徑圓形風(fēng)管的規(guī)格是以外徑D D（mmmm）尺寸來(lái)劃分的：）尺寸來(lái)劃分的：100100、120120、140140、160160、180180、200200、220220、250250、280280、320320、360360、400400、450450、500500、560560、630630、700700、800800、900900、10001000、11201120、12501250、14001400、16001600

13、、18001800、20002000。 矩形風(fēng)管以外邊長(zhǎng)矩形風(fēng)管以外邊長(zhǎng)A AB B（mmmm）尺寸來(lái)劃分的：）尺寸來(lái)劃分的：120120120120、160160120120、160160160160、200200120120、200200160160、200200200200、250250120120、250250160160、250250200200、250250250250、320320160160、320320200200、320320250250、320320320320、400400200200；500500200200；630630250250；800800320320；100

14、01000320320；125012504001250400125010001000、160016005001600500160012501250；20002000800800、2000200010001000、2000200012501250。 （2）通風(fēng)管道配件）通風(fēng)管道配件 矩形彎管矩形彎管 彎管用來(lái)改變空氣的流彎管用來(lái)改變空氣的流動(dòng)方向，使氣流轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使氣流轉(zhuǎn)9090彎或其他角度彎或其他角度 矩形變徑管（大小頭）矩形變徑管（大小頭）變徑管用來(lái)連接斷面尺寸不同的風(fēng)管變徑管用來(lái)連接斷面尺寸不同的風(fēng)管 擴(kuò)大角：擴(kuò)大角：4545 收縮角：收縮角：6060 3030矩形來(lái)回彎管矩形來(lái)回彎管 來(lái)

15、回彎管用來(lái)改變風(fēng)管的升降、躲讓或繞過(guò)建筑物來(lái)回彎管用來(lái)改變風(fēng)管的升降、躲讓或繞過(guò)建筑物的梁、柱及其他管道的梁、柱及其他管道 矩形三通和四通矩形三通和四通 三通和四通用于風(fēng)管的分叉和匯合，即氣流的分流三通和四通用于風(fēng)管的分叉和匯合，即氣流的分流和合流和合流 分叉式分叉式分隔式分隔式（3) 3) 風(fēng)量調(diào)節(jié)閥風(fēng)量調(diào)節(jié)閥 蝶閥蝶閥多葉調(diào)節(jié)閥多葉調(diào)節(jié)閥 (4)(4)定風(fēng)量調(diào)節(jié)器定風(fēng)量調(diào)節(jié)器 定風(fēng)量調(diào)節(jié)閥是一種機(jī)械式的自力裝置，它定風(fēng)量調(diào)節(jié)閥是一種機(jī)械式的自力裝置，它對(duì)風(fēng)量的控制無(wú)需外加動(dòng)力，只依靠氣流自對(duì)風(fēng)量的控制無(wú)需外加動(dòng)力，只依靠氣流自身的力來(lái)定位閥片的位置，從而在整個(gè)壓力身的力來(lái)定位閥片的位置，從

16、而在整個(gè)壓力差范圍內(nèi)將氣流保持在預(yù)先設(shè)定的流量上。差范圍內(nèi)將氣流保持在預(yù)先設(shè)定的流量上。適用于安裝在要求風(fēng)量固定的風(fēng)管系統(tǒng)中。適用于安裝在要求風(fēng)量固定的風(fēng)管系統(tǒng)中。 (5) (5) 風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī)Computational Fluid Dynamics（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)） 簡(jiǎn)單地說(shuō)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，CFD相當(dāng)于相當(dāng)于虛擬虛擬地在計(jì)算機(jī)做實(shí)驗(yàn)，地在計(jì)算機(jī)做實(shí)驗(yàn)，用以模擬仿真實(shí)際的流體流動(dòng)情況。而其基本原理用以模擬仿真實(shí)際的流體流動(dòng)情況。而其基本原理則是數(shù)值求解控制流體流動(dòng)的微分方程，得出流體則是數(shù)值求解控制流體流動(dòng)的微分方程，得出流體流動(dòng)的流場(chǎng)

17、在連續(xù)區(qū)域上的離散分布，從而近似模流動(dòng)的流場(chǎng)在連續(xù)區(qū)域上的離散分布，從而近似模擬流體流動(dòng)情況?？梢哉J(rèn)為擬流體流動(dòng)情況?？梢哉J(rèn)為CFD是現(xiàn)代模擬仿真技是現(xiàn)代模擬仿真技術(shù)的一種。術(shù)的一種。 1、what is CFD? 5.6 CFD5.6 CFD技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用5.6 CFD5.6 CFD技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用CFD是一種模擬仿真技術(shù)，在暖通空調(diào)工程中的應(yīng)用主要是一種模擬仿真技術(shù)，在暖通空調(diào)工程中的應(yīng)用主要在于模擬預(yù)測(cè)室內(nèi)外或設(shè)備內(nèi)的空氣或其他工質(zhì)流體的流動(dòng)在于模擬預(yù)測(cè)室內(nèi)外或設(shè)備內(nèi)的空氣或其他工質(zhì)流體的流動(dòng)情況。以預(yù)測(cè)室

18、內(nèi)空氣分布為例，目前在暖通空調(diào)工程中采情況。以預(yù)測(cè)室內(nèi)空氣分布為例，目前在暖通空調(diào)工程中采用的方法主要有四種：射流公式，用的方法主要有四種：射流公式，Zonal model，CFD以及以及模型實(shí)驗(yàn)。模型實(shí)驗(yàn)。 2 2、為什么用、為什么用CFD?CFD?5.6 CFD5.6 CFD技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用 預(yù)測(cè)方法 比較項(xiàng)目射流公式 ZONAL MODEL CFD 模型實(shí)驗(yàn) 房間形狀復(fù)雜程度 簡(jiǎn)單 較復(fù)雜 基本不限 基本不限 對(duì)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的依賴性 幾乎完全 很依賴 一些 不依賴 預(yù)測(cè)成本 最低 較低 較昂貴 最高 預(yù)測(cè)周期 最短 較短 較長(zhǎng) 最長(zhǎng) 結(jié)果的完備性 簡(jiǎn)略

19、 簡(jiǎn)略 最詳細(xì) 較詳細(xì) 結(jié)果的可靠性 差 差 較好 最好 適用性 機(jī)械通風(fēng)，且與實(shí)際射流條件有關(guān) 機(jī)械和自然通風(fēng)，一定條件 機(jī)械和自然通風(fēng) 機(jī)械和自然通風(fēng) 5.6 CFD5.6 CFD技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用通風(fēng)空調(diào)空間氣流組織設(shè)計(jì)通風(fēng)空調(diào)空間氣流組織設(shè)計(jì) 建筑外環(huán)境分析設(shè)計(jì)建筑外環(huán)境分析設(shè)計(jì) 建筑設(shè)備性能的研究改進(jìn)建筑設(shè)備性能的研究改進(jìn) 3 3、CFDCFD在暖通空調(diào)中的應(yīng)用在暖通空調(diào)中的應(yīng)用 5.6 CFD5.6 CFD技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用3D traverse apparatusAir-Conditioning unitSchematic Diagram Model Room Artificial Climate Room 5.6 CFD5.6 CFD技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用Living Room TypeTemp. = 46C Sink Air-Conditioning unitOutside of Temp. = 0 C Neighboring Temp. = 10 C5.6 CFD5.6 CFD技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介及在空氣分布中的應(yīng)用Measured Computed Cent