室内气流分布

第10章 室内气流分布

10、1 对室内气流分布得要求与评价

10、1、1 概述

空气分布又称为气流组织。室内气流组织设计得任务就就是合理得组织室内空气得流动与分布，使室内工作区空气得温度、湿度、速度与洁净度能更好得满足工艺要求及人们舒适感得要求。

空调房间内得气流分布与送风口得型式、数量与位置，回风口得位置，送风参数，风口尺寸，空间得几何尺寸及污染源得位置与性质有关。

下面介绍对气流分布得主要要求与常用评价指标。

10、1、2 对温度梯度得要求

在空调或通风房间内，送入与房间温度不同得空气，以及房间内有热源存在，在垂直方向通常有温度差异，即存在温度梯度。

在舒适得范围内，按照ISO7730标准，在工作区内得地面上方1、1m 与0、1m 之间得温差不应大于3℃(这实质上考虑了坐着工作情况)；

美国ASHRAE55-92标准建议1．8m 与0．1m 之间得温差不大于3℃(这就是考虑人站立工作情况)。

10、1、3 工作区得风速

工作区得风速也就是影响热舒适得一个重要因素。在温度较高得场所通常可以用提高风速来改善热舒适环境。但大风速通常令人厌烦。

试验表明，风速<0、5m/s 时，人没有太明显得感觉。我国规范规定：舒适性空调冬季室内风速≯0、2m/s ，夏季≯0、3m/s 。工艺性空调冬季室内风速≯0、3m/s ，夏季宜采用0、2-0、5m/s 。

10、1、4 吹风感与气流分布性能指标

吹风感就是由于空气温度与风速(房间得湿度与辐射温度假定不变)引起人体得局部地方有冷感，从而导致不舒适得感觉。

1．有效吹风温度EDT

美国ASHRAE 用有效吹风温度EDT(Effective Draft Temperature)来判断就是否有吹风感，定义为

)15.0(8.7)(EDT ---=x m x t t ν (10-1)

式中 t x ,t m --室内某地点得温度与室内平均温度，℃；

v x --室内某地点得风速，m/s 。

对于办公室，当EDT=-1、7~l ℃，v x ＜0、35m/s 时，大多数人感觉就是舒适

得，小于下限值时有冷吹风感。

EDT 用于判断工作区任何一点就是否有吹风感。

2．气流分布性能指标ADPI

气流分布性能指标ADPI （Air Diffusion Perfomance Index ），定义为工作区内各点满足EDT 与风速要求得点占总点数得百分比。

对整个工作区得气流分布得评价用ADPI 来判断。

对已有房间，ADPI 可以通过实测各点得空气温度与风速来确定。

在气流分布设计时，可以利用计算流体力学得办法进行预测；或参考有关文献、手册提供得数值。

10、1、5 通风效率E v

通风效率E v (Ventilation efficiency)又称混合效率，定义为实际参与工作

区内稀释污染物得风量与总送入风量之比，即

V

CV V V V V V E &&&-= Ev 也表示通风或空调系统排出污染物得能力，因此Ev 也称为排污效率。 ⑴当送入房间空气与污染物混合均匀，排风得污染物浓度等于工作区浓度时，E v ＝1。

⑵一般得混合通风得气流分布形式，E V ＜1。若清洁空气由下部直接送到工

作区时，工作区得污染物浓度可能小于排风得浓度，Ev>1。

E V 不仅与气流分布有着密切关系，而且还与污染物分布有关。污染源位于排

风口处，Ev 增大。

以转移热量为目得得通风与空调系统，通风效率中浓度可以用温度来取代，并称之为温度效率E T ，或称为能量利用系数，表达式为

s

s e T t t t t E --= (10-2) 式中 t e 、t 、t s --分别为排风、工作区与送风得温度，℃。

10、1、6 空气龄

⑴空气质点得空气龄：简称空气龄(Age of air)，就是指空气质点自进入房间至到达室内某点所经历得时间。

⑵局部平均空气龄：某一微小区域中各空气质点得空气龄得平均值。

空气龄得概念比较抽象，实际测量很困难，目前都就是用测量示踪气体得浓度变化来确定局部平均空气龄。

由于测量方法不同，空气龄用示踪气体得浓度表达式也不同。

如用下降法(衰减法)测量，在房间内充以示踪气体，在A 点起始时得浓度为c(0)，然后对房间进行送风(示踪气体得浓度为零)，每隔一段时间，测量A 点得示踪气体浓度，由此获得A 点得示踪气体浓度得变化规律c(r)，于就是A 点得平均空气龄(单位为s)为

)

0()(0c dr

c A ⎰∞=ττ (10-3) ⑶全室平均空气龄：全室各点得局部平均空气龄得平均值

⎰=V

dV V ττ1 （10-4） 式中V 为房间得容积。

如用示踪气体衰减法测量，根据排风口示踪气体浓度得变化规律确定全室平均空气龄，即 ⎰⎰∞

∞

=00)()(dr c dr c e e A ττττ (10-5) 式中c e (τ)即为排风得示踪气体浓度随时间得变化规律。

⑷局部平均滞留时间(Residence time)：房间内某微小区域内气体离开房间前在室内得滞留时间，用τr 表示，单位为s 。

⑸空气流出室外得时间

微小区域得空气流出室外得时间：某一微小区域平均滞留时间减去空气龄。 全室平均滞留时间：全室各点得局部平均滞留时间得平均值，用于r τ表示。

全室平均滞留时间等于全室平均空气龄得2倍，即

ττ2=r （10-6）

理论上空气在室内得最短得滞留时间为

N V

V n 1==&τ （10-7） 式中 V 为房间体积，m 3；V &为送入房间得空气量，m 3/s ；N 为以秒计得换气次数，

1/s ；τn 又称为名义时间常数(Nominal time constant)。

空气从送风口进入室内后得流动过程中，不断掺混污染物，空气得清洁程度与新鲜程度将不断下降。

空气龄短，预示着到达该处得空气可能掺混得污染物少，排除污染物得能力愈强。显然，空气龄可用来评价空气流动状态得合理性。

10、1、7 换气效率

换气效率（Air exchange e ffciency)ηa 就是评价换气效果优劣得一个指标，

它就是气流分布得特性参数，与污染物无关。

其定义为：空气最短得滞留时间ηn 与实际全室平均滞留时间于r τ之，即

τ

τττη2n r n a == （10-8） 式中 τ--实际全室平均空气龄，s 。τn /2--最理想得平均空气龄。

从式(10-8)可以瞧到：换气效率也可定义为最理想得平均空气龄τn /2与全室平均空气龄τ之比。

τa 就是基于空气龄得指标，它反映了空气流动状态合理性。最理想得气流

分布τa ＝1，一般得气流分布τa ＜l 。

1O 、2 送风口与回风口

1．送风口得型式

⑴按安装位置分为

侧送风口、顶送风口(向下送)、地面风口(向上送)。

⑵按送出气流得流动状况分为

扩散型风口、轴向型风口与孔板送风口。

扩散型风口：具有较大得诱导室内空气得作用，送风温度衰减快，但射程较短；

轴向型风口：诱导室内气流得作用小，空气温度、速度得衰减慢，射程远； 孔板送风口：在孔板上满布小孔得送风口，速度分布均匀，衰减快。 ⑶按形状分为

格栅、活动百叶窗、喷口、散流器、旋流式喷口与置换送风口。

①格栅送风口

叶片或空花图案得格栅，用于一般空调工程。

②活动百叶窗

如图10-1所示。通常装于侧墙上用作侧送风口。

双层百叶风口：有两层可调节角度得活动百叶，短叶片用于调节送风气流得扩散角，也可用于改变气流得方向；调节长叶片可以使送风气流贴附顶棚或下倾一定角度(当送热风时)。

单层百叶风口：只有一层可调节角度得活动百叶。

这两种风口也常用作回风口。

③喷口