空調(diào)房間的氣流組織

1第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價(jià)指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算2第一節(jié)概述氣流組織設(shè)計(jì)的任務(wù)是合理地組織室內(nèi)空氣的流動、使室內(nèi)工作區(qū)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度能更好地滿足工藝要求及人們的舒適感要求?？照{(diào)房間氣流組織是否合理，不僅直接影響房間的空調(diào)效果，而且也影響空調(diào)系統(tǒng)的能耗量。影響氣流組織的因素很多，如送風(fēng)口位置及型式，回風(fēng)口位置，房間幾何形狀及室內(nèi)的各種擾動等。其中以送風(fēng)口的空氣射流及其參數(shù)對氣流組織的影響最為重要。3第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價(jià)指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算4第二節(jié)送風(fēng)口空氣射流由送風(fēng)口射出的空氣射流，對室內(nèi)氣流組織影響最大，因此，首先要討論清楚送風(fēng)口空氣射流的流動規(guī)律。先從等溫自由射流入手，然后再考慮溫差及邊界條件等對射流的影響，從而使所討論的間題更加接近實(shí)際。在討論送風(fēng)口空氣射流時(shí)，重點(diǎn)在于闡明基本概念，確定各種射流的作用范圍及其速度分布，為空調(diào)房間氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算提供理論基礎(chǔ)。5一、等溫自由紊流射流設(shè)射流溫度與房間溫度相同，房間體積比射流體積大得多，送風(fēng)口長寬比小于10，射流呈紊流狀態(tài)。當(dāng)射流進(jìn)入房間后，射流邊界與周圍氣體不斷進(jìn)行動量、質(zhì)量交換，周圍空氣不斷被卷入，射流流量不斷增加，斷面不斷擴(kuò)大。而射流速度則因與周圍空氣的動量交換而不斷下降，當(dāng)射流邊界層擴(kuò)散到軸心時(shí)，射流發(fā)展到了主體段，隨著射程的繼續(xù)增大，速度繼續(xù)減小，直至消失。6等溫自由紊流射流射流軸心速度的計(jì)算公式射流橫斷面直徑計(jì)算公式7紊流系數(shù)紊流系數(shù)α值的大小與射流出口截面上的速度分布情況有關(guān)，分布愈不均勻，α值愈大。此外，α值大小還與射流出口截面上的初始紊動強(qiáng)度有關(guān)。紊流系數(shù)直接影響射流發(fā)展的快慢，α值大，橫向脈動大，射流擴(kuò)散角就大，射程就短。要想增大射程，可以提高出出口速度v0或者減小紊流系數(shù)α；要想增大射流擴(kuò)散角，可以選用α值較大的送風(fēng)口。8二、非等溫自由射流當(dāng)射流出口溫度與房間溫度不相同時(shí)，稱為非等溫射流。在空氣調(diào)節(jié)中，正是這種非等溫射流。送風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度者為“冷射流”，高于室內(nèi)溫度者為“熱射流”。(一)軸心溫差計(jì)算公式非等溫射流進(jìn)入房間后，射流邊界與周圍空氣之間不僅要進(jìn)行動量交換，面且要進(jìn)行熱量交換。因此，射流隨著離開出口的距離增大，其軸心溫度也在變化。軸心溫差計(jì)算公式為【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織649非等溫自由射流(二)軸心溫差變化與軸心速度變化之比較熱量擴(kuò)散比動量擴(kuò)散要快些，且有下式成立(三)阿基米德數(shù)Ar阿基米德數(shù)Ar表征浮升力與慣性力之比，其表達(dá)式為【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6410射流軸心軌跡對于非等溫射流而言，阿基米德數(shù)Ar是十分重要的無因次準(zhǔn)則數(shù)。如Ar=0時(shí)，顯然是等溫射流；如|Ar|<0.001時(shí)，仍可按等溫射流計(jì)算:如|Ar|>0.001時(shí)，射流軸心軌跡的計(jì)算公式為:

式中:y－射流軸心偏離水平軸之距離。

α－射流出口軸線與水平軸之夾角。

a

－紊流系數(shù)【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6411三、受限射流當(dāng)射流邊界的擴(kuò)展受到房間邊壁影響時(shí)，就稱為受限射流。不管是受限射流還是自由射流，都是對周圍空氣的擾動，它所具有的能量是有限的，它能引起的擾動范圍也是有限的，不可能擴(kuò)展到無限遠(yuǎn)去，而受限射流還要受到房間邊壁的影響，因此形成了受限射流的特征?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6412(一)受限射流的幾何形狀射流的幾何形狀與送風(fēng)口安裝位置有關(guān)。假設(shè)房高為H，送風(fēng)口高度為h，則當(dāng)h＝0.5H時(shí)，射流上下對稱，呈橄欖形；當(dāng)h≥0.7H時(shí)，由于射流上部與頂棚之間距離減小，卷吸的空氣量少，因而流速大，靜壓小，而射流下部則靜壓大，上下壓力差將射流往上舉，使得氣流貼附于頂棚而流動，故稱貼附射流。貼附射流僅有一邊卷吸周圍空氣，速度衰減慢，射程比較長。如是冷射流，則貼附長度縮短，并且|Ar|愈大，貼附長度愈短。當(dāng)射流不斷卷吸周圍空氣時(shí)，周圍較遠(yuǎn)處空氣流必然要來補(bǔ)充，由于邊壁的存在與影響，勢必導(dǎo)致形成回流(見圖8-3)。而回流范圍有限，則促使射流外逸，于是射流與回流閉合，形成大渦流。在所謂的第Ⅱ臨界斷面處，將出現(xiàn)極值:射流斷面最大，射流流量最大，回流流速最大。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6413(二)半經(jīng)驗(yàn)公式若用Fn表示垂直于單股射流的房間橫截面積，則射流自由度可表示為射流的無因次距離為第Ⅱ臨界斷面的無因次距離為=0.2最大回流平均速度vhp【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6414四、平行射流的疊加當(dāng)兩股平行射流距離比較近時(shí)，射流的發(fā)展互相影響。在匯合之前，每股射流獨(dú)立發(fā)展。匯合之后，射流邊界相交，互相干擾并重疊，逐漸形成一股總射流?？偵淞鞯妮S心速度逐漸增大，直至最大，然后再逐漸衰減直至趨近于零?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6415五、旋轉(zhuǎn)射流氣流通過具有旋流作用的噴咀向外射出，氣流本身一面旋轉(zhuǎn)，一面又向靜止介質(zhì)中擴(kuò)散前進(jìn)，這種射流稱為旋轉(zhuǎn)射流。由于射流的旋轉(zhuǎn)，使得射流介質(zhì)獲得向四周擴(kuò)散的離心力。和一般射流相比，旋轉(zhuǎn)射流的擴(kuò)散角要大得多，射程短得多，并且在射流內(nèi)部形成了一個(gè)回流區(qū)。正因?yàn)樾D(zhuǎn)射流有如此特點(diǎn)，所以，對于要求快速混合的通風(fēng)場合，用它作為送風(fēng)口是很合適的?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6416第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價(jià)指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6417第三節(jié)回風(fēng)口的空氣匯流由流體力學(xué)可知，對于一個(gè)點(diǎn)匯，其流場中的等速面是以匯點(diǎn)為中心的等球面。因?yàn)橥ㄟ^各個(gè)球面的流量都相等，故有下式成立：v1、v2－任意兩個(gè)球面的流速。

r1、r2－任意兩個(gè)球面至匯點(diǎn)的距離?？梢钥闯?，對于匯流來說，隨著離開匯點(diǎn)的距離增加，流速呈二次方衰減。所以匯流的作用范圍是很小的，這就是它對房間氣流組織影響比較小的原因?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6418回風(fēng)口的空氣匯流實(shí)際回風(fēng)口面積與房間相比，并不能看作為一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)面積。因此，用點(diǎn)匯的計(jì)算方法來計(jì)算回風(fēng)口的匯流場是不合適的。圖(8-7)是對具有面積為F的回風(fēng)口的實(shí)驗(yàn)曲線，其等速面為橢球面。寫成公式形式為適用范圍為，回風(fēng)口的高寬比大于0.2及x/d≤1.5，其中d0為回風(fēng)口的當(dāng)量直徑。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6419第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價(jià)指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6420一、送風(fēng)口型式送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)大小，對射流的發(fā)展及流型的形成都有直接影響。因此，在設(shè)計(jì)氣流組織時(shí)，根據(jù)空調(diào)精度、氣流型式、送風(fēng)口安裝位置以及建筑裝修的藝術(shù)配合等方面的要求選擇不同型式的送風(fēng)口。(一)側(cè)送風(fēng)口在房間內(nèi)橫向送出氣流的風(fēng)口叫側(cè)送風(fēng)口。這類風(fēng)口中，用得最多的是百葉風(fēng)口。百葉風(fēng)口中的百葉做成活動可調(diào)，既能調(diào)風(fēng)量，也能調(diào)方向。為了滿足不同的調(diào)節(jié)性能要求，可將百葉做成多層，每層有各自的調(diào)節(jié)功能。除了百葉送風(fēng)口外，還有格柵送風(fēng)口和條縫送風(fēng)口，這兩種風(fēng)口可以與建筑裝飾很好地配合?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64常用側(cè)送風(fēng)口型式【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6423固定葉片斜百葉式送風(fēng)口可開百葉側(cè)壁格柵風(fēng)口葉片固定，傾斜角24度?？勺鳛樗惋L(fēng)口或回風(fēng)口有單向和雙向斜送風(fēng)兩種整個(gè)風(fēng)口呈活門形式，活門與邊框間開關(guān)自如，有利于安裝和與過濾器的配套使用，常用于客房的回風(fēng)【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6424自垂百葉風(fēng)口遮光百葉風(fēng)口用于有正壓的空調(diào)房間的自動排氣百葉依靠自重自然下垂，隔絕室內(nèi)外的空氣交換，當(dāng)室內(nèi)氣壓高于室外時(shí)，氣流將百葉吹開，排氣，反之，則不行。用于暗室通風(fēng)【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6425垂直送風(fēng)，側(cè)送，上送，一般空調(diào)工程格柵風(fēng)口（Grille)【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6426條縫散流器(Linearslotdiffusers)VAV合適燈具送風(fēng)散流器(Lighttrofferdiffusers)VAV合適條縫隔柵風(fēng)口（LinearBarGrille)：一般空調(diào)適用：內(nèi)區(qū)吊頂，周邊吊頂，窗臺，地板，上側(cè)送條縫風(fēng)口(Linearslotoutlets)【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6427(二)散流器散流器是安裝在頂棚上的送風(fēng)口，自上而下送出氣流。散流器的型式很多，有盤式散流器，氣流呈輻射狀送出，且為貼附射流；有片式散流器，設(shè)有多層可調(diào)散流片，使送風(fēng)或呈輻射狀，或呈錐形擴(kuò)散；也有將送回風(fēng)口結(jié)合在一起的送、吸式散流器；另外還有適用于凈化空調(diào)的流線型散流器?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6428【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6429方矩形散流器:氣流形式為貼附（平送）型一般用于冷暖送風(fēng)吹出氣流貼附型結(jié)構(gòu)多為多層錐面型室內(nèi)誘導(dǎo)氣流量大，出風(fēng)氣流速度和溫度衰減快圓形散流器【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6430圓盤散流器:

一般用于冷暖送風(fēng)

吹出氣流散流（下送）型圓形斜片散流器:圓形外框，直形葉片，葉片傾斜角24度圓環(huán)形葉片散流器:葉片圓環(huán)形【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6431(三)孔板送風(fēng)口空氣經(jīng)過開有若干小孔的孔板而進(jìn)人房間，這種風(fēng)口型式叫孔板送風(fēng)口。孔板送風(fēng)口的最大特點(diǎn)是送風(fēng)均勻，氣流速度衰減快。因此最適用于要求工作區(qū)氣流均勻、區(qū)域溫差較小的房間，如高精度恒溫室與平行流潔凈室。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6432(四)噴射式送風(fēng)口噴射式送風(fēng)口是一個(gè)漸縮圓錐臺形短管，它的漸縮角很小，風(fēng)口無葉片阻擋，噪聲低，紊流系數(shù)小，射程長。這種送風(fēng)口適用于大空間公共建筑，如體育館，電影院以及大的生產(chǎn)車間等場合?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6433(五)旋流送風(fēng)口空調(diào)送風(fēng)經(jīng)旋流葉片切向進(jìn)入集塵箱，形成旋轉(zhuǎn)氣流由格柵送出。送風(fēng)氣流與室內(nèi)空氣混合好，速度衰減快。這種送風(fēng)口很適合于電子計(jì)算機(jī)房的地面送風(fēng)。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6434二、回風(fēng)口由于回風(fēng)口的匯流場對房間氣流組織影響比較小，因此它的形式也比較簡單，有的只在孔口加一金屬網(wǎng)格，也有裝格柵和百葉的，通常要與建筑裝飾相配合?；仫L(fēng)口的形狀和位置根據(jù)氣流組織要求而定。若設(shè)在房間下部時(shí)，為避免灰塵和雜物被吸入，風(fēng)口下緣離地面至少為0.15m?；仫L(fēng)口形式可以簡單，但要求應(yīng)有調(diào)節(jié)風(fēng)量的裝置?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6435第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價(jià)指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6436一、技術(shù)指標(biāo)籠統(tǒng)地說，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)就是理所當(dāng)然的技術(shù)指標(biāo)。但對不同性質(zhì)的空調(diào)系統(tǒng)來說，由于所要強(qiáng)調(diào)的角度不同，所以往往提出不同的評價(jià)指標(biāo)。(一)速度不均勻系數(shù)對工藝性空調(diào)來說，除了要求在工作區(qū)內(nèi)所有測點(diǎn)的速度平均值滿足設(shè)計(jì)要求外，還要求工作區(qū)內(nèi)的速度不均勻性滿足設(shè)計(jì)要求。為此，引入“速度不均勻系數(shù)”K。式中:n－測量點(diǎn)數(shù)，

v－工作區(qū)任一點(diǎn)速度，

vp－n個(gè)測點(diǎn)的速度算術(shù)平均值，

sv－速度的均方根偏差?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6437(二)有效溫度差對舒適性空調(diào)來說，則用人的舒適感覺作為評價(jià)的技術(shù)指標(biāo)。人的舒適感覺與眾多因素有關(guān)，評價(jià)指標(biāo)也可以是各種各樣。這里采用有效溫度差q

來評價(jià)溫度和速度對舒適感覺的綜合作用效果。q

=(t－tn)－M(v－vr)

式中:t－房間任一點(diǎn)溫度，

v－房間任一點(diǎn)速度，

tn－給定室溫，

vr－停滯區(qū)流速，取vr

＝0.15m/s，

M－與單位風(fēng)速效應(yīng)相當(dāng)?shù)臏囟戎?，取M

＝7.66℃(m·s-1)。大多數(shù)人感覺舒適的有效溫度差q值，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)或投票確定的。若q

＝-1.7～+1.1之間，則多數(shù)人感覺舒適?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6438二、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氣流組織設(shè)計(jì)的任務(wù)，就是以一定型式送進(jìn)房間一定數(shù)量經(jīng)過處理成某種參數(shù)的空氣，用以消除室內(nèi)一定量的某種有害物使室內(nèi)工作區(qū)空氣的某些參數(shù)的值和波動范圍達(dá)到設(shè)計(jì)要求。換句話說，消除室內(nèi)某種有害物是以投入能量為代價(jià)的。因此，作為評價(jià)氣流組織的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，就應(yīng)能夠反映投入能量的利用程度，為此，引入“投入能量利用系數(shù)”b.恒溫空調(diào)系統(tǒng)的“投入能量利用系數(shù)”bt。式中:t0－送風(fēng)溫度，

tn－工作區(qū)設(shè)計(jì)溫度，

tp－排風(fēng)溫度。通常，送風(fēng)量是根據(jù)排風(fēng)溫度等于工作區(qū)設(shè)計(jì)溫度進(jìn)行計(jì)算的。實(shí)際上，房間內(nèi)的溫度并不處處均勻相等，因此，排風(fēng)口設(shè)置在不同部位，就會有不同的排風(fēng)溫度，投入能量利用系數(shù)也不相同?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6439經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以看出:當(dāng)tp=tn

時(shí)，bt=1.0，表明送風(fēng)經(jīng)熱交換吸收余熱量后達(dá)到室內(nèi)溫度，并進(jìn)而排出室外。當(dāng)tp>tn

時(shí)，bt>1.0，表明送風(fēng)吸收部分余熱達(dá)到室內(nèi)溫度、且能控制工作區(qū)的溫度，而排風(fēng)溫度可以高于室內(nèi)溫度，經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)tp<tn時(shí)，bt<1.0，表明投入的能量沒有得到完全利用，住住是由于短路而未能發(fā)揮送入風(fēng)量的排熱作用，經(jīng)濟(jì)性差。至于消除其他有害物的空調(diào)系統(tǒng)，也可采用類似上述的評價(jià)方法.【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6440第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價(jià)指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6441第六節(jié)氣流組織形式按照送、回風(fēng)口布置位置和型式的不同，可以有各種各樣的氣流組織形式。大致可以歸納為以下五種:側(cè)送側(cè)回、上送下回、中送上下回、下送上回及上送上回。一、側(cè)送側(cè)回側(cè)送風(fēng)口布置在房間的側(cè)墻上部，空氣橫向送出，氣流吹到對面墻上轉(zhuǎn)折下落到工作區(qū)以較低速度流過工作區(qū)，再由布置在同側(cè)的回風(fēng)口排出。根據(jù)房間跨度大小，可以布置成單側(cè)送單側(cè)回和雙側(cè)送雙側(cè)回。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6442側(cè)送側(cè)回的優(yōu)點(diǎn)側(cè)送側(cè)回形式使工作區(qū)處于回流區(qū)，具有以下優(yōu)點(diǎn)。由于送風(fēng)射流在到達(dá)工作區(qū)之前，已與房間空氣進(jìn)行了比較充分的混合，速度場和溫度場都趨于均勻和穩(wěn)定，因此能保證工作區(qū)氣流速度和溫度的均勻性。所以對于側(cè)送側(cè)回來說，容易滿足設(shè)計(jì)對于速度不均勻系數(shù)的要求。工作區(qū)處于回流區(qū)，故而tp=tn，投入能量利用系數(shù)bt=1.0。此外，由于側(cè)送側(cè)回的射流射程比較長，射流來得及充分衰減，故可加大送風(fēng)溫差?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，側(cè)送側(cè)回是用得最多的氣流組織形式?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6443二、上送下回孔板送風(fēng)和散流器送風(fēng)是常見的上送下回形式。孔板送風(fēng)和密布散流器送風(fēng)，可以形成平行流流型、渦流少，斷面速度場均勻。對于溫濕度要求精度高的房間，特別是要求潔凈度很高的房間，則是理想的氣流組織型式。這種形式的排風(fēng)溫度接近室內(nèi)工作區(qū)平均溫度，即tp≌tn

，b≌

1.0。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6444三、中進(jìn)下、上回對于高大房間來說，送風(fēng)量往往很大，房間上部和下部的溫差也比較大，因此將房間分為上下兩部分對待是合適的。下部視為工作區(qū)，上部視為非工作區(qū)。采用中部送風(fēng)，下部和上部同時(shí)排風(fēng)，形成兩個(gè)氣流區(qū)，保證下部工作區(qū)達(dá)到空調(diào)設(shè)計(jì)要求，而上部氣流區(qū)負(fù)擔(dān)排走非空調(diào)區(qū)的余熱量。顯然，下部氣流區(qū)的氣流組織就是側(cè)送側(cè)回，故而bt=1.0?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6445四、下送上回這種形式的送風(fēng)口布置在下部，回風(fēng)口布置在上部，也有送回風(fēng)口都布置在下部的。對于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場合，如計(jì)算機(jī)房，廣播電臺的演播大廳等，采用這種氣流組織形式是非常合適的。由于下送上回，tp>tn

，故而bt>1.0，經(jīng)濟(jì)性好。但是，下部送風(fēng)溫差不能太大。為此，可采用旋流送風(fēng)口，因旋流的強(qiáng)烈混摻作用，特別是旋流中存在回流區(qū)，使得送風(fēng)與室內(nèi)空氣迅速混合和均化，從而可使送風(fēng)溫差加大?？梢哉J(rèn)為，在上述條件下，采用旋流送風(fēng)口的下送上回形式是一種較為理想的氣流組織形式。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6446五、上送上回這種氣流組織形式是將送風(fēng)口和回風(fēng)口疊在一起，布置在房間上部。對于那些因各種原因不能在房間下部布置回風(fēng)口的場合是相當(dāng)合適的。但應(yīng)注意氣流短路的現(xiàn)象發(fā)生。如果氣流短路時(shí)，則tp<tn

，bt<1.0，經(jīng)濟(jì)性差?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6447第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價(jià)指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6448一、側(cè)送側(cè)回側(cè)向送風(fēng)在整個(gè)房間內(nèi)形成一個(gè)大的回旋氣流，工作區(qū)處于回流區(qū)。為保證射流在進(jìn)到工作區(qū)之前有足夠的射程進(jìn)行衰減，工程中常設(shè)計(jì)成貼附射流.為此，送風(fēng)口應(yīng)盡量靠近頂棚布置，甚至以15～20度仰角向上送風(fēng)。為了使射流在整個(gè)射程中都能貼附于頂棚而不進(jìn)入工作區(qū)，必須控制阿基米德數(shù)小于一定數(shù)值。側(cè)送空氣射流參數(shù)，按照受限貼附射流的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。側(cè)送側(cè)回形式的氣流組織設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下:(一)選定送風(fēng)口型式，確定紊流系數(shù)a:布置送風(fēng)口位置，確定射程x。送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)可查表8-2和表8-1。(二)選取送風(fēng)溫差，計(jì)算送風(fēng)量和換氣次數(shù)。送風(fēng)溫差及換氣次數(shù)與室溫允許波動范圍有關(guān)，可查表2-12。(三)確定送風(fēng)口的出流速度v0。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6449送風(fēng)口的出流速度送風(fēng)口的出流速度是根據(jù)以下兩條原則確定的:1.應(yīng)使回流平均速度vh，p小于工作區(qū)的允許流速。工作區(qū)允許速度根據(jù)工藝要求而定，在一般情況下可按0.25m/s考慮。2在空調(diào)房間內(nèi)，為防止風(fēng)口的噪聲，限制送風(fēng)速度在2～5m/s范圍內(nèi)?？紤]以上兩條原則，表8-4中給出了最大允許送風(fēng)速度和建議送風(fēng)速度以工作區(qū)允許流速為0.25m/s，則得最大允許送風(fēng)速度為如果算出的v0=2～5m/s范圍內(nèi)，即認(rèn)為可滿足設(shè)計(jì)要求。(8-15)【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6450用試算法確定送風(fēng)速度v0射流自由度在計(jì)算的公式中又包含有未知數(shù)v0，因而只能用試算法來求v0

，即(1)假設(shè)v0

，由上式算出；(2)將算出的代入式(8-15)中，計(jì)算出v0

；(3)若算得v0=2～5m/s，即認(rèn)為可滿足設(shè)計(jì)要求，否則重新假設(shè)v0

，重復(fù)上述步驟，直至滿足設(shè)計(jì)要求為止。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6451(四)確定送風(fēng)口數(shù)目N

Dtx為射程x處的軸心溫差，一般應(yīng)小于或等于空調(diào)精度。例如，空調(diào)精度為±0.5℃時(shí)，取Dtx≤0.5℃

；對于高精度恒溫工程，則取空調(diào)精度的0.4～0.8倍為宜。貼附射程取為x=A－0.5m，A為房間長度，減去0.5m是考慮距墻0.5m范圍內(nèi)劃為非恒溫區(qū)。綜上所述，當(dāng)給定房間尺寸，選定送風(fēng)口型式，且知設(shè)計(jì)空調(diào)精度時(shí)，就可由圖6-16查出無因次距離，再代入式(8-17)中算出送風(fēng)口數(shù)目?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6452(五)確定送風(fēng)口尺寸算得每個(gè)風(fēng)口面積f＝L/(3600v0N)根據(jù)面積f

，就可確定圓形風(fēng)口的直徑或者矩形風(fēng)口的長和寬了。(六)校核射流的貼附長度射流貼附長度是否等于或大于射程長度，關(guān)系到射流會否過早地進(jìn)入工作區(qū)。因此需對貼附長度進(jìn)行校核。若算出的貼附長度大于或等于射程長度，即認(rèn)可滿足要求，否則須重新設(shè)計(jì)計(jì)算。射流貼附長度主要取決于阿基米德數(shù)Ar。阿基米德數(shù)Ar按照式(8-5)計(jì)算，式中的d0可按流量當(dāng)量直徑計(jì)算?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6453(七)校核房間高度為了保證工作區(qū)都能處于回流狀態(tài)，而不受射流的影響，需要有一定的射流混合層高度，因此，空調(diào)房間的最小高度H為，H=h+W+0.07x+0.3m式中:h－空調(diào)區(qū)高度，一般取h=2m；

W－送風(fēng)口底邊至頂棚距離；

0.07x－射流向下擴(kuò)展的距離，取擴(kuò)散角q=4°，則tg4°=0.07；

0.3m－為安全系數(shù)。如果房間高度大于或等于H，即認(rèn)可滿足要求，否則要調(diào)整設(shè)計(jì)?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6454二、孔板送風(fēng)的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)空調(diào)房間精度或潔凈度要求很高，迭風(fēng)量很大，而房間高度又低于4m時(shí)，采用孔板送風(fēng)是相當(dāng)合適的?？装宸譃槿婵装搴途植靠装鍍煞N。在整個(gè)頂棚上全面布置穿孔板，稱為全面孔板；在頂棚上局部布置穿孔板，稱為局部孔板，不同孔板布置方式及其孔口出風(fēng)參數(shù)，將會形成不同的氣流流型。全面孔板平行流型主要用于高潔凈度空調(diào)房間，不穩(wěn)定流型適用于工藝布置部分區(qū)域內(nèi)有較高精度或潔凈度要求的房間。孔板送風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：(一)確定孔板送風(fēng)形式，即選用全面孔板或局部孔板。(二)計(jì)算送風(fēng)量L孔板送風(fēng)的特點(diǎn)是射流擴(kuò)展較好，軸心溫差衰減較快。因此，對于一般精度要求的空調(diào)房間，孔板送風(fēng)溫差取為6～10℃，對于區(qū)域溫差要才較嚴(yán)的空調(diào)房間，孔板送風(fēng)溫差取為3～5℃；至于潔凈度要求很高的超凈房間，其送風(fēng)量是按房間換氣次數(shù)或房間氣流斷面風(fēng)速大小來確定的?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6455(三)確定孔口送風(fēng)速度v0孔板送風(fēng)的作用原理是孔口出流，靠穩(wěn)壓層與室內(nèi)之間的靜壓差將空氣送出，穩(wěn)壓層內(nèi)空氣流速愈小，孔口出流方向受其影響也愈小，從而保證氣流為垂直下送。不過，穩(wěn)壓層內(nèi)靜壓過高的話，漏風(fēng)量會增大，并且當(dāng)出風(fēng)速度超過7m/s時(shí)，會產(chǎn)生孔口噪聲，因此必須限制出風(fēng)速度v0=2～5m/s。設(shè)定v0=2～5m/s，通常取孔徑d0=4～10mm，在20℃條件下空氣運(yùn)動粘性系數(shù)n=15.7×10-6m2/s。則算得平均雷諾數(shù)為從而得到送風(fēng)速度v0的另一種計(jì)算式【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6456(四)計(jì)算開孔總面積Fk和凈孔面積比KFk＝L/(3600v0a)式中，a是孔口流量系數(shù)，一般取a=0.74～0.82。凈孔面積比K定義為開孔總而積Fk與孔板總面積F之比，即K＝Fk/F

若孔板面積F=a×b，孔口與孔口中心距離為l?？装蹇v向和橫向的開孔數(shù)分別為na和nb，na=a/l，nb=b/l孔板開孔總數(shù)n為:若孔徑為d0，則單孔面積為pd02/4,

凈孔面積K可按需要開孔總面積與孔板總面積之比來求得，孔徑一般取為4～10mm，所以，很容易算出孔口之間距l(xiāng)。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6457(五)計(jì)算工作區(qū)最大風(fēng)速vx孔板垂直下送風(fēng)的流程分為三個(gè)區(qū)段，即核心區(qū)段，過渡區(qū)段和紊流區(qū)段。根據(jù)射流沿流程動量不變原理，可以計(jì)算射程x處的中心速度，即最大速度。設(shè)定送風(fēng)氣流在出口處和射程x處的風(fēng)量及平均流速分別為L0，v0及Lx，vx并設(shè)空氣密度沿程不變，【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6458(六)校核射流中心溫差Dtx由于孔板送風(fēng)的氣流速度衰減比較快，可以近似認(rèn)為:

對于恒溫房間，應(yīng)使Dtx

，小于或等于所要求的恒溫精度?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6459(七)穩(wěn)壓層的設(shè)計(jì)計(jì)算為保證孔板實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)，則需保證穩(wěn)壓層內(nèi)靜壓處處相等。實(shí)際上，空氣在流經(jīng)穩(wěn)壓層的過程中，一方面由于流動阻力使靜壓下降，另一方面，在穩(wěn)壓層內(nèi)由于流量沿程逐漸減少，從而使動壓逐漸減少和靜壓逐漸大。總之，穩(wěn)壓層內(nèi)的空氣靜壓是變化的。為保證均勻送風(fēng)，通常限制穩(wěn)壓層內(nèi)的靜壓變化不超過10%，因此，在設(shè)計(jì)穩(wěn)壓層時(shí)，一方面要使空氣流程不要太長，另一方面面要限制穩(wěn)壓層內(nèi)水平流速v與孔口流速v0的比值為v/v0≤0.25若為全孔板，則a=A，b=B，且b為氣流流程方向，穩(wěn)壓層凈高為h，則，通過穩(wěn)壓層的風(fēng)量為：L=3600v·a·hm3/h按空調(diào)房間面積計(jì)算的單位面積送風(fēng)量為Ld=L/(AB)=3600v·a·h/(a·s)m3/(h·m2)h=sLd/(3600v)將v＝0.25v0代入，得到h＝0.0011sLd/v0式中，s是空氣在靜壓層內(nèi)有孔板部分的最大流程，m。為了便于施工安裝，穩(wěn)壓層凈高h(yuǎn)一般不應(yīng)小于0.2m。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6460三、噴口送風(fēng)的設(shè)計(jì)計(jì)算噴口送風(fēng)(又稱集中送風(fēng))它通常是將送回風(fēng)口布置在同一側(cè)，以較高的空氣速度和較大的風(fēng)量集中在少數(shù)的風(fēng)口射出，射流行至一定路程后折回，在房間內(nèi)形成大回流流型，使工作區(qū)處于回流區(qū)。設(shè)計(jì)噴口送風(fēng)的主要任務(wù)，是根據(jù)需要的射程、落差及工作區(qū)流速，確定噴口直徑、送風(fēng)速度及噴口數(shù)目。【推薦】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6461設(shè)計(jì)計(jì)算步驟(一)確定射流落差噴口中心標(biāo)高與射流末端的軸心標(biāo)高之差稱為射流落差。射流末端軸心標(biāo)高希望與工作區(qū)上界齊平，因比落差與噴日高度有關(guān)。若噴口太低，射流會直接進(jìn)到工作區(qū)，若噴口太高，會使回流厚度增加，回流速度減小。因此，一般噴口高度取為5～7m。(二)確定射程長度噴口送風(fēng)的射程是指噴口至射流斷面平均流速為0.2m/s間的距離。此后射流開始折回形成回流區(qū)?！就扑]】空調(diào)房間的氣流組織64【推薦】空調(diào)房間的氣流組織6462設(shè)計(jì)計(jì)算步驟(三)確定工作區(qū)流速因工作區(qū)處于回流區(qū)，故工作區(qū)流速亦即回流區(qū)流速，由于回流區(qū)的