气流组织的设计应用

经过处理的空气送入被调节的区域（房间或空间），在与周围空气进行热质交换的同时，应使受控区域内的温度、湿度、清洁度和空气流动速处于合理的数值范围内，并以不同的方式从被调节对象排出等量的空气，保持空气量平衡。为了使送入的空气合理分布，有效的控制既定区域内的空气流动，就需要了解并掌握空间的空气分布规律，不同的空气分布方式和设计方法。

空调房间内的空气分布与送风口的型式、数量和位置，排（回）风口的位置，送风参数（送风温差⊿t0，送风口速度u0），风口尺寸，空间的几何尺寸及污染的位置和性质等有关，由于影响空气分布的因素较多，加上实际工程中具体条件的多样性，采用只靠理论计算确定室内空气分布状况是不够的，一般要籍助于现场调试，以期达到预期的效果。

上送下回气流分布

气流组织直接影响室内空调效果，是关系着房间工作区的温湿度基数、空调精度及区域温差、工作区的气流速度、清洁程度和人体的舒适感觉的重要因素，是空气调节的一个重要环节。

影响气流组织的因素：

送风口空气射流：

由送风口射出的空气射流，对室内气流组织的影响最大。

射流：空气经喷嘴向周围气体的外射流动。

送回风口型式：

送风口的型式及其紊流系数的大小，对射流的发展及流型的形成都有直接的影响。因此，在设计气流组织时，根据空调精度、气流型式、送风口安装位置以及建筑装修的艺术配合等方面的要求选择不同的送风口。

送风口的种类：

按送出气流型式可分为四种类型：

1、辐射型：送出气流呈辐射状向四周扩散，如散流器。

2、轴向送风口：气流沿送风口轴线方向送出。

3、线形送风口：气流从狭长的线状风口送出。

4、面形送风口：气流从大面积的平面上均匀送出。

送风口的型式及特点：侧送风口，散流器，孔板送风口，喷射式送风口，旋流送风口。

侧送风口：在房间内横向送出气流的风口叫侧送风口。这类风口中用得最多的是百叶风口，其百叶活动可调，仅能调风量也能调方向。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。除百叶送风口外，还有格栅送风口和条缝送风口。这两种风口可与建筑装饰很好的配合。

散流器：是安装在顶棚上的送风口。自上而下的送出气流。有盘式散流器，气流呈辐射状送出，且为贴附射流；有片式散流器，设有多层可跳散流片，使送风呈辐射状，或呈锥形扩散。还有流线型、送吸式散流器。另外还有一种方型或矩形散流器，散流片的倾斜方向不同，各向散流片所占散流器的比例不同，可以根据需要安排气流的方向及分配。各向送风量的比例以适应各种建筑平面形状及散流器的位置的要求。

孔板送风口：空气经过开有若干小孔的孔板而进入房间-孔板送风口。它的最大特点是送风均匀，气流速度衰减快，因此最适用于要求工作区气流均匀，区域温差较小的房间。如高精度恒温室和平行流洁净室。

孔板可用胶合板、硬性塑料板或铝板等材料制作。

喷射式送风口：喷射式送风口是一个渐缩圆锥形矩管。它的渐缩角很小，风口无叶片阻挡，噪声低，紊流系数小，射程长，因此适用于大空间公共建筑，如体育馆、电影院以及大的生产车间等场合。

旋流送风口：由出口格栅、集尘箱和漩流叶片组成。空调送风经旋流叶片切向进入集尘箱，形成旋转气流由格栅送出。送风气流与室内空气混合好，速度衰减快，适用于电子计算机房的地面送风。

回风口：由于回风口的汇流场对房间气流组织影响比较小，因此它的形式也比较简单，有的只在孔口加一金属 格，也有装百叶的，通常要与建筑装饰相配合。

回风口的形状和位置根据气流组织要求而定，若设在房间下部时，为避免灰尘和杂物被吸入，风口下缘离地面至少为0.15m。

另外，回风口要求应有调节风量的装置。

气流组织形式：

按照送、回风口布置位置和型式的不同：侧送侧回，上送下回，中送上下回，下送上回，上送上回。

侧送侧回：

侧送风口布置在房间的侧墙上部，空气横向送出，气流基本吹到对面墙上后转折下落，以较低速度流过工作区，再由布置在侧墙下部的回风口排出。根据房间跨度大小，可以布置成单侧送、单侧回，和双侧送、双侧回。

优点：①速度场和温度场都趋于均匀和稳定，因此能保证工作区气流速度和温度的均匀性。

②工作区处于回流区，故而排风温度等于室内工作区温度。

③由于侧送侧回的射流射程比较长，射流来得及充分衰减，故可加大送风温差。

上送下回：

孔板送风和散流器送风是常见的上送下回形式。

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。

这种形式的排风温度也接近室内工作区平均温度。

中送下、上回：

对高大房间来说，送风量往往很大，房间上部和下部的温差也比较大，采用中部送风，下部和上部同时排风，形成两个气流区，保证下部工作区达到空调设计要求，而上部气流区负担排走非空调区的余热量。

下部气流区的气流组织就是侧送侧回。

下送上回：

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。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。

上送上回：

这种气流组织形式是将送风口和回风口叠在一起，布置在房间上部。

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。

气流组织的评价指标：

技术指标：

1、速度不均匀系数-kv：

kv=σv/vp；σv =(Σ(vp-v)2/n)1/2

σv-各测点温度的均方根偏差；

vp=Σv/n–速度平均值。

2、有效温度差：

θ=（t-tn）-m(v-vr)

tn：给定的室温；vr：停滞区的流速；t、v：测点的参数；

m：与单位风速效用相当的温度值，一般θ在-1.72~+1.1之间。

投入能量利用系数：

βt=（tp-t0）/(tn-t0)

tp：排风温度；t0：送风温度；tn：工作区设计温度。

tp＞tn：热源，βt＞1.0 经济；

tp=tn：βt=1.0；

tp＜tn：βt＜1.0：相当于气流短路。

气流组织设计指标的三项基本任务：

设计合适的气流流型；确定送回风口型式、尺寸及布置；送风射流参数，使工作区计算的风速和温差满足设计要求。

对于工作区的温湿度、清洁度的要求，一般依据舒适性空调或工艺性空调提出的参数确定。对于工作区的流速，舒适性空气调节室内冬季风速不应大于0.2m/s；夏季不大于0.3m/s，工艺性空气调节工作区风速宜采用0.2～0.5m/s。

送风口的出风速度，一般的取值范围为2～5m/s；回风口的速度一般限制在4m/s以下。

房间气流分布的计算主要有两种：

一、一般气流分布的计算方法；

二﹑孔板送风的计算方法。

全面孔板的气流分布计算主要考虑在汇合段所发生的汇流过程，其计算式为：

采用孔板送风应注意以下各点：

1.要达到较好的空气分布效果，一般开孔率k＝0.2%~0.5%范围内，即一般取l>4d0；

2.为避免孔口出流时产生较大的噪声并保证工作区流速处于合宜的范围，一般u0≤4m/s；

3.为使孔板出风均匀，采用等量送风的管道和静压室是必要的，一般限制孔口出流前的空气流速（垂直于孔口出流方向）和孔口流速之比值，即u/u0≤0.25（u为垂直于孔口出流方向的空气流速），以免出流不均匀和出流偏斜。