第八章气流组织和风管系统

第8章空调区的气流组织和空调风管系统空调区的气流组织（又称为空气分布）是指合理地布置送风口和回风口，使得经过净化、热湿处理后的空气由送风口送入空调区后，在与空调区内空气混合、扩散或者进行置换的热湿交换过程中，均匀地消除空调区内的余热和余湿，从而使空调区内形成比较均匀而稳定的温湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺及人体舒适度的要求。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（送风量、出口风速、送风温度）回风口的位置房间的几何形状热源在室内的位置8.1空调区的气流分布方式顶(上）部送风系统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单向流通风下部送风系统8.1.1顶(上）部送风系统（OverheadAirDistributionSystem—OH系统）1.顶部送风系统的基本原理在进入人体活动区（高达1.8m)之前，把气流速度降低至容许的速度（不高于0.25m/s)2.顶部送风系统的气流分布形式（1）上送下回（2）上送上回（3）中送风适用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2.顶部送风系统的气流分布形式（1）上送下回（2）上送上回（3）中送风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。当房间下部无法布置送风口时，也采用这种形式。精度不高的恒温要求工艺性空调，也可采用上送上回。2.顶部送风系统的气流分布形式（1）上送下回（2）上送上回（3）中送风对于某些高大空间，实际的空调区处在房间的下部，没有必要将整个空间作为控制调节的对象，因此可采用中送风的方式。主要适用于高大空间，通常称为分层空调。（1）侧面送风气流流型贴附射流与自由射流的对比侧送贴附射流流型和射流中途下落3.顶（上）部送风系统空调区的送风方式（1）侧面送风侧送贴附射流必须有足够的贴附长度贴附长度主要取决于阿基米德数冷射流、热射流应考虑冬季可采取调节气流流型的措施3.顶（上）部送风系统空调区的送风方式（1）侧面送风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。（1）侧面送风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（1）侧面送风布置方法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。（1）侧面送风布置方法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。（2）散流器送风散流器平送散流器下送散流器平送一般用于室温允许波动范围有一定要求，房间高度较低，但有吊顶可利用的空调系统流线型散流器的下送方式，主要用于房间净空较高的净化空调工程（3）孔板送风1.类型和布置2.气流流型及应有场合3.稳压层设计全面孔板局部孔板全面孔板单向流流型全面孔板不稳定流流型局部孔板流型稳压层高度设计计算，但净高≥0.2m向稳压层送风的速度宜采用3-5m/s（4）喷口送风喷口送风主要用于大型体育馆、礼堂、影剧院及高大空间（如工业厂房及其他公共建筑）的空调工程（5）条缝送风属于扁平自由射流，气流轴心速度衰减较快8.1.2置换通风系统1.置换通风系统的基本原理8.1.2置换通风系统坐姿人员产生的上升气流2.气流分布型式站姿人员产生的上升气流热力分层现象3.热烟羽流量热烟羽是置换通风气流运动的原动力。在某个平面上，热烟羽流量刚好等于送风量，在稳定状态下，界面将室内空气分成两个区，上部紊流混合区和下部单向流动清洁区。4.置换通风房间室内温度、速度与浓度的分布（图8-21）5.末端装置的布置型式及风口的选择落地安装地平安装架空安装置换通风气流的发展过程混合通风置换通风气流组织形式目标全室参数一致人员活动区空气质量气流动力气流动量控制浮力控制机理气流强烈掺混气流扩散浮力提升气流分布特性上下均匀气流分层流态高紊流低紊流或层流措施1大温差，高风速小温差，低风速2上送，上回下侧送，上回3风口掺混性好风口扩散性好4风口紊流系数大风口紊流小效果1消除全室负荷（余热、污染物）消除人员活动区负荷（余热、污染物）2空气品质接近回风空气品质接近送风1.TAC系统的特点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。8.1.3工位与环境相结合的调节系统(Task-AmbientConditioningSystem—TAC系统）2.TAC系统的送风方式8.1.3工位与环境相结合的调节系统(Task-AmbientConditioningSystem—TAC系统）典型的办公空间的TAC系统TAC散流器布置型式8.1.4地板下送风系统（UnderfloorAirDistributionSystem—UFAD系统）地板散流器第二节空调送风口、回风口的类型及应用场合第二节空调送风口、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.单层百叶风口调节式百叶风口固定式百叶风口第二节空调送风口、回风口的类型及应用场合8.2.1百叶风口2.双层百叶风口双层百叶木质双层百叶第二节空调送风口、回风口的类型及应用场合8.2.1百叶风口3.侧壁格栅风口可开格栅带滤网第二节空调送风口、回风口的类型及应用场合8.2.1百叶风口4.条缝型格栅风口四面送风方形散流器的结构图8.2.2散流器1.方形散流器方形散流器的送风方向2.矩形散流器矩形散流器的送风方向方形、矩形散流器在形状不同房间内的布置3.圆形散流器4.送回（吸）两用型散流器5.自力式温控变流型散流器地板散流器蛋格风口8.2.3喷射式送风口射流喷口（嘴）的型式a.直线收缩型圆形喷口b.直筒型圆喷口c.减缩渐扩圆形喷口d.圆弧型圆喷口e.两个圆筒型喷口同心套在一起f.两个扁筒型喷口同心套在一起8.2.3喷射式送风口球形旋转式风口球形旋转式风口带长喷嘴的球形旋转风口8.2.3喷射式送风口球形射流喷口球形风口球形喷口8.2.4旋流送风口旋流风口及安装用的地板（图8-48）妥思（Trox）旋流送风口（1）TDF系列固定式导流叶片旋流送风口（图8-51）（2）TDV系列可调式导流叶片旋流送风口（图8-52）（3）RFD系列旋流送风口（图8-53）（4）VDL系列风向可调旋流送风口（图8-54）装饰风口旋流风口条形风口球形喷口地板散流器阶梯形旋流风口8.2.5射流消声风口1.矩形消声风口AR型矩形消声风口ADR型矩形消声风口2.圆形消声风口（图8-56）3.TYZ型灯具式消声风口（图8-57）矩形消声风口灯具式消声风口圆形消声风口8.2.6置换通风器圆柱形置换通风器扁平形置换通风器1/4圆柱形置换通风器半圆柱形置换通风器8.2.7TAC送风口桌子上面TAC送风口8.2.7TAC送风口桌子下面TAC送风口地面TAC送风口8.2.8UFAD送风口定风量UFAD送风口变风量UFAD送风口8.2.9回风口1.回风口类型单层百叶风口、固定百叶直片条缝风口、网板、孔板回风口等2.回风口的布置方式回风口的速度场分布呈半球状，其速度与作用半径的平方呈反比，吸风气流速度衰减很快，所以，空调区内气流流型主要取决于送风射流设计时，应尽量避免射流短路和出现死区等现象侧送时，回风口一般布置在送风口同侧8.2.9回风口3.回风口的吸风速度避免靠近回风口处风速过大，防止对回风口附近经常停留的人员造成不舒适的感觉不要因为风速过大而扬起灰尘及增加噪声尽可能缩小风口断面，以节约投资回风口的位置最大吸风速度房间上部≤4.0m/s房间下部不靠近人经常停留的地点≤3.0m/s房间下部靠近人经常停留的地点≤1.5m/s8.3空调区气流组织的计算及气流性能评价侧面送风的计算散流器送风的计算1.防止出风口产生噪声，送风口出口风速在2～5m/s2.舒适性空调冬季室内风速不大于0.2m/s，夏季0.3m/s3.射流贴附长度达到距离对面墙0.5m处4.舒适性空调，射流末端的Δtx一般取1℃散流器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3.轴心温差散流器中心线和墙的距离，一般不小于1m喷口送风时的送风温差宜取8～12℃送风口高度宜保持6～10m喷口送风喷流主要取决于喷口的位置和阿基米德数Ar喷口与水平方向有一倾角射流弯曲在喷口送风计算中不能忽视设计步骤见书403页喷口送风的计算工程中送风口的设计方法1.布置风口（注意美观、整齐和间距）2.均分风量，确定每个风口的出风量（一般≤1000m3/h)3.根据风口高度、风量等选择散流器8.3.4空调区气流性能的评价空气分布特性指标（ADPI)满足规定风速和要求的测点数与总测点数之比一般情况，应使ADPI≥80％不均匀系数在工作区内取n个测点，分别测得各点的温度和风速，求其算术平均值和均方根差，温度（速度）不均匀系数指温度（速度）均方根与平均值的比值。能量利用系数及通风效率余热被排出室外的迅速程度反映了气流分布的能量利用有效性，可用能量利用系数ηN表示00pNNtttt与能量利用系数相类似，通风效率ηT物理意义是指移出室内污染物的迅速程度00pTNCCCC在混合式通风条件下，ηT≈1，置换通风ηT≈1～4当ηN1时，表明余热未被迅速而有效地排出室外，能量利用有效性低8.4空调风管系统的设计空调工程中输送空气的风管包括：集中式全空气系统的送（回）风风管空气－水系统的新风风管空调建筑及其附属设施的排风风管机械加压送风风管机械排烟风管8.4.1风管的分类按制作风管的材质分金属风管非金属风管纤维织物风管金属圆形柔性风管无机玻璃钢风管塑料风管螺旋风管金属风管挤塑复合风管铝箔风管纤维织物风管8.4.1风管的分类按风管系统的工作压力分低压系统p≤500Pa中压系统500p≤1500Pa高压系统p1500Pa8.4.1风管的分类按照风管的断面形状分圆形矩形长短边之比不大于4最大长短边之比不应超过10扁圆形其他形状有关圆形风管、矩形风管的同一规格，以及金属风管、非金属风管及其配件的板材厚度，有关资料中可查具体数值。空调风管材质应为不燃烧材料。1.钢板矩形风管的配件8.4.1通风管道配件矩形弯管矩形变径管（大小头）1.钢板矩形风管的配件8.4.1通风管道配件矩形来回弯管矩形三通和四通钢板矩形风管配件的正、误做法8.4.1通风管道配件2.钢板螺旋圆风管的配件8.4.1通风管道配件3.螺旋扁圆形风管的配件1.风量调节阀蝶阀多叶调节阀8.4.3风量调节阀和定风量调节器蝶阀多叶调节阀矩形三通调节阀菱形调节阀矩形三通调节阀8.4.3风量调节阀和定风量调节器拉杆式手柄式8.4.3风量调节阀和定风量调节器菱形调节阀8.4.3风量调节阀和定风量调节器2.定风量调节器1.阀片2.气囊3.弹簧片4.异形轮8.4.4风机与风管的连接1.风机吸入侧的连接2.风机压出侧的连接8.4.5风管测定孔和检查孔1.风管测定孔(主要用于通风和空调系统的调试和测定）2.风管检查孔（主要用于系统中需要经常检修的地方）8.4.6空调系统风管内的压力分布1.单风机系统的压力分布8.4.6空调系统风管内的压力分布2.双风机系统的压力分布1.空调系统风管内的风速及部分部件的面风速8.4.7空调系统风管内的空气流速2.暖通空调部件的设计风速8.4.7空调系统风管内的空气流速3.对消声有严格要求的空调系统，风管和出风口的最大允许风速8.4.7空调系统风管内的空气流速4.高速送风系统中风管的最大允许风速8.4.7空调系统风管内的空气流速补充：空调系统风管的水力计算风管内空气流动的阻力：摩擦阻力和局部阻力摩擦阻力的计算：对于圆形风管，利用通风管道单位长度摩擦阻力线解图确定注意粗糙度修正和温度压力修正补充：空调