第八讲气流分布ppt课件.ppt

1,第八讲 气流分布与末端设备,清华大学建筑学院建筑技术科学系2006年10月,2,本讲主要要解决的问题,为什么要考虑气流分布？送回风有哪些组织形式？不同气流组织形式有哪些特点？有哪些不同种类的风口？它们的特点是什么？气流分布的设计中需要考虑哪些问题？,3,一、为什么要考虑气流分布？,正确求出负荷、送风状态参数和送风量，然后全部送入室内，是不是就可以解决室内的环境问题了？非也！气流分布对工作区的温度、速度、洁净度有重要影响气流分布影响了送风量(送风温差)，从而影响设备投资和运行费送回风形式影响土建和室内设计,4,气流分布与风口布局如何影响空调质量？,对送风温差与送风速度的衰减工作区参数的均匀性居住者的吹风感特殊工艺对风速的要求气流的方向工作区空气的新鲜程度(空气年龄)空调负荷,5,二、送回风的形式与特点,送风形式上侧送吊顶送风侧喷口 孔板送风其他,6,二、送回风的形式与特点,上送中送下送工位送风回风口和回风形式,基本概念复习等温射流与非等温射流有何区别？自由射流与受限射流有何区别？,7,1. 上侧送风,2m,二、送回风的形式与特点,8,1. 上侧送风,二、送回风的形式与特点,9,1. 上侧送风：特点,工作区为回流区射流可贴附吊顶以便延长射流距离风口与吊顶距离风口射流速度风口射流出口角度噪声限制了射流速度适用跨度有限，高度不太低的空间，如客房、办公室、小跨度中庭，以及工业建筑常用百页风口,二、送回风的形式与特点,10,典型上侧送风的温度场（设计标准26）,工作区,6温差送风，送风温度20，风口尺寸0.50.1，风量0.1m3/s，出口风速2m/s，风口位置距吊顶0.1m。,二、送回风的形式与特点,11,典型上侧送风的速度场,6温差送风，送风温度20，风口尺寸0.50.1，风量0.1m3/s，出口风速2m/s，风口位置距吊顶0.1m。,二、送回风的形式与特点,12,降低送风速度的温度场效果,6温差送风，送风温度20，风口尺寸加大至0.60.3，出口风速0.55m/s,二、送回风的形式与特点,13,降低送风速度的速度场效果,滞留区,二、送回风的形式与特点,14,加大送风温差，减少送风量的效果,12温差送风，送风温度14，风量0.05m3/s，出口风速1m/s,排热不良，导致超温,贴附距离短，气流短路,二、送回风的形式与特点,15,加大送风温差的速度场,大面积滞留区,气流短路严重,二、送回风的形式与特点,16,风口的位置,使风口向吊顶贴近，可改善气流分布,风口紧贴吊顶,风口距吊顶0.1m,二、送回风的形式与特点,17,2. 散流器吊顶送风,二、送回风的形式与特点,18,2.散流器吊顶送风,二、送回风的形式与特点,19,散流器平送流型(t=6，贴附型),二、送回风的形式与特点,20,房间控制温度26，6送风温差。送风温度20，总风量0.15m3/s，顶棚回风 。,二、送回风的形式与特点,21,2. 散流器吊顶送风条缝散流器,二、送回风的形式与特点,22,2. 散流器吊顶送风特点,工作区为回流区，回风可下可上散流器的类型决定了工作区的特性适用于大跨度、低层高空间，如购物中心，大型办公室，展馆等常用风口：方/圆形散流器(贴附型、非贴附形)、条缝散流器要求吊顶空间,二、送回风的形式与特点,23,3. 喷口送风,二、送回风的形式与特点,24,3. 喷口送风：特点,通常同侧回风，工作区在回流区喷口出流速度高噪声大适用于高大空间，如影剧院、体育场馆,二、送回风的形式与特点,25,高大空间直筒喷口送风,人员负荷部分位于地面，24000W灯光负荷位于屋顶，50000W送风口在距地8m高处送风温度20，送风温差6，总风量3.5 m3/s回风口位于地面,二、送回风的形式与特点,26,高大空间直筒喷口送风,人员负荷部分位于地面，24000W灯光负荷位于屋顶，50000W送风口在距地8m高处送风温度20，送风温差6，总风量3.5 m3/s回风口位于地面,二、送回风的形式与特点,27,直筒喷口风口送风（ t=6，但空间不够高）,二、送回风的形式与特点,28,4. 孔板送风,二、送回风的形式与特点,29,4. 孔板送风,二、送回风的形式与特点,30,4. 孔板送风：特点,通常采用下回风温度场和速度场均匀送风量大(20150次/小时)，运行费高要求吊顶空间作送风静压箱适用于高精度空调或净化空调,二、送回风的形式与特点,31,5. 其它形式的上送风口,二、送回风的形式与特点,32,5. 其它形式的上送风口,二、送回风的形式与特点,33,6. 回风形式搭配,下回：工作区在回流区，衰减好。可利用走廊回风：用于办公室、居住建筑。上回：适于主要热源在上部，如照明；或回风道不好布置的场合，可利用吊顶。 单侧：百叶风口上下迭，风机盘管，条缝风口 异侧：条缝风口，条缝散流器，风机盘管 送吸散流器,二、送回风的形式与特点,34,上送下回,二、送回风的形式与特点,35,二、送回风的形式与特点,上送中送下送工位送风回风口和回风形式,36,中送,可采用上下回风或下回（不管上部空间）。 适用于高大空间，如高大中庭、高大厂房,二、送回风的形式与特点,37,东京鹿岛大厦中庭,中庭,38,二、送回风的形式与特点,上送中送下送工位送风回风口和回风形式,39,下送形式,风机盘管下送下回或上回地板送吊顶回，地板送地板回置换通风下送上回,二、送回风的形式与特点,40,地板送风,二、送回风的形式与特点,41,置换通风,二、送回风的形式与特点,42,置换通风（displacement）方式原理：下送风,热源,二、送回风的形式与特点,43,下送上排的负荷分析,排风温度提高平均室温提高，室内外温差造成的负荷减小其他可能送风量可以减小，节省风机能耗送风温度可以提高，节省冷源能耗,二、送回风的形式与特点,44,二、送回风的形式与特点,上送中送下送工位送风回风口和回风形式,45,工位送风,工位送风背景送风工位送风仅负责工位空间,保证热舒适和空气质量背景送风负责大环境，环境温度可以偏高，可以全回风负荷特点室内平均温度高，与下送上排有相似之处有可能减少新风负荷,二、送回风的形式与特点,46,二、送回风的形式与特点,上送中送下送工位送风回风口和回风形式,47,回风口和回风形式,回风口 汇流，位置、形状影响不大。 不应布置在射流区，防止短路。 有集中负荷处要尽量把回风口放在负荷处（提高通风效率/排污效率）。回风形式 走廊回风 吊顶回风 管道回风,二、送回风的形式与特点,48,注意供冷与供暖工况的区别,按夏季供冷工况设计的气流分布，冬季可能造成热空气降不下来，室内温度梯度过大的问题冬季送暖风应该进行认真的校核，或采取不同的措施提高送风速度（减小送风面积）减小送风温差（加大送风量）采用与夏季不同的送风方式,二、送回风的形式与特点,49,滞流区,滞流区,滞流区,供暖,供暖,供冷,供冷,上侧送风/回风,送吸型散流器送风,50,滞流区,滞流区,供暖,供冷,下送风，下侧回风,二、送回风的形式与特点,51,置换通风,两侧下排风,二、送回风的形式与特点,52,。,三. 风口(Grilles，Registers，Diffusers),评价指标ADPI概念：针对舒适性空调 Air Diffusion Performance Index ADPI=(-1.7 ET1.1)测点数/总测点数100有效温差ET=( t - tn)-7.66(Vi-0.15),53,ADPI-Tv/L曲线: Tv是风速达到0.25m/s时的距离， L是特征长度，即射流负责的区域尺度,Tv/L,三、风口,54,。,评价指标,射程Tv： Vx=0.5m/s 或 Vx=0.25m/s 处的距离。与喷射风速有关。噪声：与喷射风速有关。阻力：阻力系数一般为常数风量：有额定风量范围，风速范围,三、风口,55,风口的种类,三、风口,56,风口的种类,百页风口散流器条缝风口旋流风口投射风口格栅风口孔板风口回风口：金属网格、栅、百叶其他：座椅风口、置换风口,三、风口,57,百叶风口(Blades)：适用侧送，有导向功能。上侧送ADPI好的范围小，不适于VAV类型单层：百叶调角度，一般空调双层：两层百叶调角度，高精度空调三层：对开叶片调风量，两层百叶调角度，高精度空调,风口的种类1百叶风口,三、风口,58,三、风口,双层(三层)百叶风口,59,风口的种类2散流器,吊顶散流器(Ceiling diffusers) 适用吊顶送风特点根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、间距，负责面积形状不超过1:1.5类型盘式：平送 送吸式：上送上回直片式：向下送或平送流线型：向下送,三、风口,60,贴附型盘式散流器,三、风口,风口的种类2散流器,61,三、风口,风口的种类2散流器,方型散流器(贴附型),62,三、风口,贴附型圆形散流器(平送),63,圆形散流器喉部的蝶阀,三、风口,64,直片型散流器(平送或向下送),三、风口,65,三、风口,条缝型散流器,66,三、风口,灯具送风散流器,67,风口的种类3条缝风口,条缝风口Linear slot outlets条缝散流器(linear slot diffusers) ADPI好的范围大，VAV合适灯具送风散流器(Light troffer diffusers) ADPI好的范围大，VAV合适条缝格栅风口(Linear Bar Grille)：一般空调适用：内区吊顶，周边吊顶，窗台，地板，上侧送,三、风口,68,适用于下送风,三、风口,风口的种类4 旋流风口,69,地板送风的风口,采用旋流风口，气流迅速扩散,三、风口,70,地板送风的不同方式,三、风口,71,香港汇丰银行的地板送风,三、风口,72,香港汇丰银行的地板送风,三、风口,73,东京大林组本部的地板送风,三、风口,74,东京大林组本部的地板送风口,三、风口,75,风口的种类5投射喷口,用于自由射流，高大空间集中送风 根据工作区长度与落差来选取喷口,三、风口,76,风口的种类,6、格栅风口(Grille)：垂直送风，侧送，上送，一般空调工程7、孔板：送风速度3m/s以上全面孔板，送风温差大于等于3，出现平行流，适于超净。小风速、小温差出现不稳定流，衰减好，适于温、速精度高。用法有全面或局部。8、回风口：金属网格、栅、百叶,三、风口,77,其他类型的风口：置换通风风口,78,座椅送风的不同形式,三、风口,79,上海歌剧院的座椅腿送风,三、风口,80,大坂中央体育馆：椅背送风,三、风口,81,四. 气流分布的设计方法,对于常规空间与常规送风形式利用射流经验公式进行设计或者校核计算，例如普通百页风口侧送风喷口送风顶送散流器孔板送风对于非常规空间与非常规送风形式采用CFD方法进行设计与校核计算，例如高大空间置换通风座椅送风工位送风,82,射流经验公式法,考虑工作区的温度衰减、速度衰减，贴附长度温度衰减：tx / t0速度衰减：Vx / V0贴附长度：xl (针对依靠贴附的射流)送风可达到的区域,四. 气流分布的设计方法,83,风口选择的要点,由室内负荷确定送风量、送风温差根据建筑空间的特点选择流型和风口类型确定每个风口的流程或服务范围由工作区最大允许风速、流程求送风速度求工作区最大温度波动。若超标准，需要调整设计，再重新核算。由每个送风口的服务范围求送风口个数和每个送风口的送风量。由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格。对于贴附射流需要校核贴附长度。若不满足要求，加大V0或减小送风温差；还要根据房间高度调整风口至顶棚的距离。,四. 气流分布的设计方法,84,五. 案例分析,1、怀仁堂会议厅建筑现状建筑为21.518 5.45米的大跨度房间。吊顶下南北方向有四根40cm高的主梁，东西方向距北墙10米左右有四根立柱并列。座位103个。北墙与立柱之间有82个座位，立柱以南有21个座位。正厅的墙均为内墙，门均为内门，外部有走廊环绕。走廊有外墙、外窗，外墙为500 毫米砖墙。内墙为木框玻璃幕墙。屋顶为双脊大屋顶，有吊顶。地板为底层地面，全覆盖地毯。走廊吊顶可以走风道。屋顶不允许走风道。,85,目前采用的气流组织方式是东、北、西侧三面上侧送下侧回。送风口中心距地面4米左右。,86,空调系统运行现状,采用全空气系统，喷水室处理空气送风口为单层竖百叶风口，每侧五个风口，规格为 300600mm风量可手动调节人员感到吹风感时减小送风量在送风口上加了导向罩送风口中心线距吊顶约1.5m,87,五. 案例分析1怀仁堂会议厅,存在的问题人员有吹风感，主席位最严重采用多种措施，吹风感问题未解决风口加导向罩减少送风量，降低送风速度,88,五.案例分析1怀仁堂会议厅,可能的原因东西侧射流与北侧射流正交，造成冷射流碰撞下坠，射程变短，使得风口附近出现局部温度低并且有吹风感。要保证射流的流程，风口的出口风速不应随便降低，因为降低风速会使流程变短，其次夏季用喷水室冷却空气时，如果仅仅减小风量以降低风速，而没有辅以相应的冷水量或水温调节手段，送风温差必然会加大，从而恶化气流组织。,89,五.案例分析怀仁堂会议厅,可能的原因现有的风口为单层竖百叶风口。这种风口的气流衰减效果差，只适合一般降温要求的空调工程，不适于高标准要求的舒适性空调。现有的送风口轴心距顶棚有1.5m，而且出流没有上倾角，因此冷射流贴附效果不好， 经校核计算几乎没有贴附效果。,90,五.案例分析怀仁堂会议厅,可能的改进办法：可能的条件下采用吊顶送风采用双层百页风口，出流保持上倾角采用定风量，改变送风温差来调节负荷调整送风口个数和位置？,91,五.案例分析2游泳馆,设计标准：水温为2931，空气温度为3133。室内相对湿度不超过75，室内风速不超过0.2m/s。新风通风换气次数为4次/h，14000m3/h。,92,五.案例分析2游泳馆土建和空调现状,93,五. 案例分析2游泳馆土建和空调现状,94,五.案例分析2游泳馆,存在的问题: 通风量足够，但氯气味浓烈 休息廊通风不良 下部排风口吹风感明显,95,推荐方案之一,五.案例分析2游泳馆,96,97,思考题,风机盘管上侧送风，气流分布按最高风速时设计。部分负荷运行时不改变水温，只减少风量，气流分布可能出现何种变化？上送百页冬天送热风送不下来，有什么办法可以改善？侧送风口与顶棚距离对冷射流有何种影响？上送热风，用公式计算发现衰减很好，是不是说明气流分布好？为什么？变风量系统对风口应该有什么要求？,