空调房间的气流分布

1. 空调房间的气流分布 王 怡 西安建筑科技大学

2. 2 主要内容 空调负荷的计算与送风量 1 空气的热湿处理过程及设备 2 3 空气调节系统 空调房间的气流组织 4 5 6 7

3. 本章的任务： • 送入空调区的空气的流动和合理分布 • 形成均匀而稳定的温度场和速度场

5. 空间气流分布的形式有多种，气流形式主要取决于: • 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）

6. 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

7. 一、 等温自由射流 特征 • 由于紊流的横向脉动和涡流的出现，射流卷吸周围空气，射流流量逐渐扩大，呈锥体状（扩散角）

8. 以风口为起点 的轴心速度 紊流系数， 取决于风口型式 • 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

9. 二、 非等温射流 • 射流会发生弯曲——阿基米德数Ar • Ar——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

11. 第一 临界断面 第二 临界断面 射流断面最大 三、 受限射流 • 自由扩张段 有限扩张段 收缩段 轴对称射流 贴附射流

12. 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

13. 第二节 排（回)风口的气流流动） • 回风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

14. 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

15. 1.单层及双层百叶风口 • 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。

16. 2.条缝送风口和格栅送风口 • 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。

18. 3.散流器 • 散流器是安装在顶棚上的一类送风口，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

19. 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。

20. 下送型散流器 • 散流器下送送出的射流扩散角在20～30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

23. 4.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。 • 喷口送风经常用于工业建筑与民用建筑中的公共建筑，是大型体育馆、礼堂、剧院以及厂房等建筑的常用送风方式。

25. 5.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。

26. 6.柱式送风口 • 独立地面上出风的柱式送风口 • 其中1／4圆柱形可布置在墙角内，易与建筑配合；半圆柱型及扁平型用于靠墙安装。圆柱型用于大风量的场合并可布置在房间的中央

27. 适用于下部工作区送风 • 送风口面积大

29. 7.旋流风口 • 诱导比大，速度衰减快

30. 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

31. 几种下部回风的应用方式

32. 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

33. 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。

34. 上送下回 • 百叶上侧送风、孔板送风和散流器送风都是常见的上送下回形式。 孔板送风特 点 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。

35. 上送下回 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正常使用。

36. 上送上回 适用场合 对于那些因各种原因不能在房间下部布置风口的场合是相当合适的 。 注意 防止气流短路现象的发生。

37. 2.中送上、下回 • 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。

38. 3.下送上回 • 适用场合 对于室内余热量大，特别是热源又靠近顶棚的场合 ，采用这种气流组织形式是非常合适的。 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。 为此 可采用旋流送风口。

39. 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

40. 1.侧送风 • 图1 侧送贴附射流流型

41. 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：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

42. 图2 非等温受限射流轴心温差衰减曲线

43. 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 选择风口规格尺寸，使实际风口当量直径≤

44. 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。

45. 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 。

46. 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: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：

47. （3）轴心温差 • 对于散流器平送，其轴心温差衰减可近似地取：

48. 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

49. 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。

50. 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α，向下为正，向上为负 。通常送热风时下倾，α大于15º，送冷风时可取α＝0，一般小于15º。