專利名稱：豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通風(fēng)系統(tǒng)，特別涉及一種豎壁貼附射流空氣湖模 式通風(fēng)系統(tǒng)。本發(fā)明適用于室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)。
技術(shù)背景室內(nèi)通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)就是探討采用何種送風(fēng)氣流組織 模式的問題，因此送風(fēng)氣流組織的模式受到了國內(nèi)外研究學(xué)者和工程 設(shè)計人員的重視。從上世紀初至今近一個世紀以來，人們對氣流組織的研究取得了很大進展。而氣流組織的模式主要分為兩種(1) 以稀釋原理為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)混合通風(fēng)；(2) 以浮力控制為動力的近代置換通風(fēng)。 混合通風(fēng)的特點是速度高、動量大和紊流送風(fēng)，因在建筑空間上容易布置，不占有下部建筑空間(工作區(qū))，至今仍然廣泛使用。工 作區(qū)一般處于回風(fēng)或者排風(fēng)環(huán)境中，通風(fēng)效率、衛(wèi)生條件相對較差。與之比較，置換通風(fēng)的特點是風(fēng)速低(約0.25m/s)、利用空氣密 度差在室內(nèi)形成了由下而上的通風(fēng)氣流?？諝庖詷O低的流速從置換通 風(fēng)器流出，在重力作用、送風(fēng)下沉到地面并沿地板蔓延到全室，在地 板上形成一薄薄的冷空氣層一一空氣湖?？諝馐軣嵩瓷仙龤饬鞯膸單?作用、排風(fēng)口的抽吸作用而緩慢上升，形成類似活塞流的向上流動， 室內(nèi)污染(含熱污染)空氣由上部的排風(fēng)口所排出；工作區(qū)接近于送 風(fēng)環(huán)境；因而更利于人體健康。這兩種通風(fēng)模式的設(shè)計思想主要區(qū)別在于混合通風(fēng)是基于建筑 空間的考慮；而置換通風(fēng)是基于人體健康和能源效率的考慮。相對于以稀釋原理的混合通風(fēng)，置換通風(fēng)作為一種較好的氣流組織方式，在 許多場合得到應(yīng)用。置換通風(fēng)通常采用底部側(cè)送風(fēng)的氣流組織方式。 然而，鑒于一般辦公室中辦公設(shè)備擺放的實際情況，在許多情況下， 底部側(cè)送風(fēng)受到限制、難以實現(xiàn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種豎壁 貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)在運行時工作區(qū)接近于送風(fēng)環(huán)境，有利于人體健康；該通風(fēng)系統(tǒng)在建筑空間上容易布置，不占 有下部建筑空間(工作區(qū))。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的包括送風(fēng)管(4)、 排風(fēng)管(11)，所述送風(fēng)口 (6)安裝在房間的頂部靠近側(cè)墻位置，所 述送風(fēng)口 (6)距側(cè)墻距離設(shè)為送風(fēng)口 (6)中心距側(cè)墻的垂直距離 與送風(fēng)口 (6)寬度之比為0 15。所述送風(fēng)口 (6)為可調(diào)型條縫風(fēng)口。所述送風(fēng)口 (6)的送風(fēng)角度為0 90。(當送風(fēng)口 (6)出流方 向與側(cè)墻法線垂直時送風(fēng)角度定義為90。)。所述送風(fēng)口 (6)的射流送風(fēng)速度為0 8.0m/s。所述側(cè)墻上無障礙物。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中將送風(fēng)口安裝在房間頂部靠近側(cè)墻位置，送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離與風(fēng)口寬度之比在0 15范圍內(nèi)，在靠近側(cè)墻處送風(fēng)射 流的流速大靜壓小，而遠離側(cè)墻處靜壓大，由于壓差的作用進而導(dǎo)致 送風(fēng)射流向側(cè)墻方向彎曲，形成貼附效應(yīng)。本發(fā)明通過將送風(fēng)口安裝在房間的頂部靠近側(cè)墻位置處(風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離與風(fēng)口寬度之比為0 15)，利用豎壁(側(cè)墻)形 成貼附效應(yīng)，將送風(fēng)口的送風(fēng)角度設(shè)置為0 90° (當送風(fēng)口出流方 向與側(cè)墻法線垂直時送風(fēng)角度定義為90。)，合理改變射流物理參數(shù) (射流送風(fēng)速度0 8.0m/s)、延長送風(fēng)射流的射程，從而能夠?qū)⑿迈r 空氣最大限度地送到工作區(qū)，保證了工作區(qū)空氣的新鮮度、含氧量和 潔凈度，同時也保證了工作區(qū)的空氣溫度和流速滿足舒適性要求。本發(fā)明利用熱空氣上浮的特性來分離溫度(受污染度)不同的空 氣，有效地改善了工作區(qū)的熱舒適性和空氣品質(zhì)，有利于工作人員的 健康；通過調(diào)節(jié)工作區(qū)的空氣參數(shù)來滿足舒適性要求，工作區(qū)以外整 體溫度較高，故比傳統(tǒng)空調(diào)方式節(jié)能；由于該通風(fēng)系統(tǒng)采用上部送風(fēng)， 因此可以不占有下部建筑空間(工作區(qū))。


圖1為豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)氣流組織示意圖； 圖2為豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
室外新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)管K新風(fēng)閥2與室內(nèi)回風(fēng)進行混合；通過控制新風(fēng)閥2和回風(fēng)閥12開啟大小來調(diào)節(jié)新回風(fēng)的混合比例?；旌虾蟮?空氣經(jīng)空氣處理器3處理后經(jīng)由送風(fēng)管4、送風(fēng)閥5通過安裝在房間 頂部靠近側(cè)墻處的可調(diào)型條縫風(fēng)口 6后形成貼附射流送入工作區(qū)7; 通過調(diào)節(jié)送風(fēng)閥5的開啟大小來控制送入工作區(qū)7的送風(fēng)速度。送入 的氣流帶走工作區(qū)7內(nèi)人體(發(fā)熱設(shè)備)產(chǎn)生的污染物(氣體)，使 熱量和污染物質(zhì)(氣體)能經(jīng)由回風(fēng)口8、回風(fēng)管9、排風(fēng)閥IO、排 風(fēng)管ll后排出室外。經(jīng)空氣處理器3處理后的空氣經(jīng)安裝在房間頂部靠近側(cè)墻位置(風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離與風(fēng)口寬度之比為0 15)的可調(diào)型條縫 風(fēng)口 6調(diào)整送風(fēng)角度(0 90° )、通過送風(fēng)閥5改變射流送風(fēng)速度(0 8.0m/s)后送入工作區(qū)7，由于靠近側(cè)墻處送風(fēng)射流的流速大靜壓小， 而遠離側(cè)墻處靜壓大，在壓差作用下送風(fēng)在側(cè)墻上形成貼附效應(yīng)，延 長了送風(fēng)的射程，從而能夠?qū)⑿迈r空氣很好地下送到工作區(qū)7。實施例l:根據(jù)相似理論建立實驗?zāi)Ｐ停Ｐ痛笮?00X300 X340(mm3)，送風(fēng)口 300X10(mm2);回風(fēng)口 60X30(mm2)，采用 有機玻璃加工而成。當送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離與風(fēng)口寬度之比為 10 (送風(fēng)口寬度為lcm,送風(fēng)口距側(cè)墻的垂直距離為10cm),送風(fēng)角 度為90° 、射流送風(fēng)速度為1.5m/s時，在側(cè)墻上形成的貼附長度為 175cm，射流脫落點距模型底部45cm;實施例2:其他與實施例l相同，當送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離 與風(fēng)口寬度之比為IO，送風(fēng)角度為90。、射流送風(fēng)速度為1.0m/s時， 在側(cè)墻上形成的貼附長度為170cm,射流脫落點距模型底部48cm;實施例3:其他與實施例l相同，當送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離 與風(fēng)口寬度之比為IO，送風(fēng)角度為90。、射流送風(fēng)速度為0.5m/s時， 在側(cè)墻上形成的貼附長度為150cm,射流脫落點距模型底部63cm;從上述實驗結(jié)果可以看出，當送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離與風(fēng)口 寬度之比相同時，射流送風(fēng)速度越大，形成的貼附長度越長，越易將 空氣下送到模型底部；但送風(fēng)速度大時，容易給人造成吹風(fēng)感，故為 了滿足空調(diào)舒適性要求送風(fēng)不宜太大；其他與實施例l相同，當送風(fēng) 口中心距側(cè)墻垂直距離與風(fēng)口寬度之比為10，射流送風(fēng)速度為0.5m/s 時,將送風(fēng)角度調(diào)整為45。，則在側(cè)墻上形成的貼附長度變?yōu)?66cm, 射流脫落點距模型底部53cm;實施例4:其他與實施例l相同，當送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離 與風(fēng)口寬度之比為8(送風(fēng)口寬度為lcm,送風(fēng)口距側(cè)墻的垂直距離為 8cm),送風(fēng)角度為90° 、射流送風(fēng)速度為0.5m/s時，在側(cè)墻上形成 的貼附長度為170cm,射流脫落點距模型底部70cm;實施例5:其他與實施例l相同，當送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離 與風(fēng)口寬度之比為8 (送風(fēng)口寬度為1 cm，送風(fēng)口距側(cè)墻的垂直距離為 8cm)，送風(fēng)角度為60° 、射流送風(fēng)速度為0.5m/s時，在側(cè)墻上形成 的貼附長度為183cm，射流脫落點距模型底部58cm;實施例6:其他與實施例l相同，當送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離 與風(fēng)口寬度之比為5 (送風(fēng)口寬度為lcm，送風(fēng)口距側(cè)墻的垂直距離為 5cm),送風(fēng)角度為90° 、射流送風(fēng)速度為0.5m/s時，在側(cè)墻上形成 的貼附長度為180cm，射流脫落點距模型底部95cm;對比以上實驗結(jié)果可得，送風(fēng)射流速度、送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直 距離與風(fēng)口寬度的比值、送風(fēng)角度均能改變豎壁貼附射流空氣湖模式 通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)射流的貼附效果，在實際運用時應(yīng)綜合考慮上述影響因 素進而達到最佳貼附效果。對比實驗我們對豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)和置換通風(fēng)方式工作 區(qū)的送風(fēng)狀況進行對比實驗，研究了工作區(qū)的溫度場、速度場及人體 熱舒適性。該實驗?zāi)M了一個5. 16mX3.65mX2. 44m的辦公室，室內(nèi)布置有 兩個模擬人體散熱的長方體(各內(nèi)置三個25w的燈泡)、兩張辦公桌、 兩臺電腦、兩個文件柜和六盞熒光燈，右墻上裝有一扇外窗，送風(fēng)口 和回風(fēng)口均布置在房間的頂部，可調(diào)型條縫風(fēng)口大小為3. 65X0. lm2，回風(fēng)口大小0.4X0.4m2。實驗過程中各墻體絕熱，用示蹤氣體SF6模 擬人體呼吸時釋放的C02， SF6的發(fā)生器(直徑為0. Olm的多孔球) 置于模擬人體的長方體頂部，以Cg=40mL/h的速率釋放示蹤氣體。送 風(fēng)射流速度為0. 5m/s，送風(fēng)口中心距側(cè)墻垂直距離為0. lm。實驗中待 流動和傳熱處于穩(wěn)定狀態(tài)后(12小時)再讀取各個測點的實驗數(shù)據(jù)。 經(jīng)過過對實驗數(shù)據(jù)進行分析后發(fā)現(xiàn)從溫度場來看，豎壁貼附送風(fēng)形成的溫度場值在房間下部要比置 換通風(fēng)高，整個房間斷面溫度曲線的變化趨于平穩(wěn)，在置換通風(fēng)方式 溫度變化曲線中觀察到的1.5米左右處的拐點消失。究其原因，是由于送風(fēng)氣流在下送過程中已經(jīng)與室內(nèi)空氣進行了摻混，從而使送到房 間下部的空氣溫度值有所升高的結(jié)果，但總體來說，兩者的溫度場很相似、差別不大，溫度差值即使在最大處也在rc左右。從速度場來看，豎壁貼附送風(fēng)的速度值普遍較置換通風(fēng)高，速度 曲線的變化幅度也趨于劇烈。分析其原因，是由于豎壁貼附送風(fēng)時存 在射流的摻混，使氣流流動的主導(dǎo)驅(qū)動力由置換通風(fēng)時的浮升力轉(zhuǎn)變 為射流慣性力+浮升力，從而加劇了室內(nèi)氣流流動；但從速度曲線的 變化趨勢及兩者的吻合程度來看，豎壁貼附送風(fēng)與置換通風(fēng)的速度場 比較接近。從濃度場來看，兩種送風(fēng)方式濃度場的差別要較溫度場和速度場 明顯，曲線的吻合程度較低，特別是隨著送風(fēng)口距側(cè)墻垂直距離的增 大，吻合程度進一步下降，從比較結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)當將送風(fēng)口與側(cè)墻的 垂直距離控制在較小的范圍時，豎壁貼附送風(fēng)的濃度場仍可近似做到 下部低上部高、與置換通風(fēng)類似的效果。從空氣齡場來看，豎壁貼附送風(fēng)與置換通風(fēng)的空氣齡值雖然存在一定的差別，變化趨勢也更為平緩(房間上下部的差值在不斷縮小); 但兩者空氣齡場自下而上逐漸增加的大致方向還是一致的，仍然存在 空氣齡值下部低上部高的相似效果，新鮮空氣被很好地送到工作區(qū)， 顯著改善了室內(nèi)的空氣品質(zhì)。綜合以上對各參數(shù)場的討論可以看出，由于主導(dǎo)氣流流動的驅(qū)動 力不同，致使豎壁貼附送風(fēng)和置換通風(fēng)的諸參數(shù)場存在一定的差別， 但豎壁貼附送風(fēng)能夠借助側(cè)壁的貼附效應(yīng)將送風(fēng)氣流下送至地面，在 氣流組織效果上與置換通風(fēng)形成許多相似之處，特別是兩者的溫度場 和速度場接近程度更好。因此在某些布置底部側(cè)送風(fēng)口有困難的場 合，可以采用豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)來近似達到置換通風(fēng) 的效果，提高空調(diào)舒適性。
權(quán)利要求
1、豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)，包括送風(fēng)管(4)、排風(fēng)管(11)，其特征是所述送風(fēng)口(6)安裝在房間的頂部靠近側(cè)墻位置，所述送風(fēng)口(6)距側(cè)墻距離設(shè)為送風(fēng)口(6)中心距側(cè)墻的垂直距離與送風(fēng)口(6)寬度之比為0～15。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)，其特征是所述送風(fēng)口 (6)為可調(diào)型條縫風(fēng)口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)， 其特征是所述送風(fēng)口 (6)的送風(fēng)角度為0 90。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)， 其特征是所述送風(fēng)口 (6)的射流送風(fēng)速度為0 8.0m/s。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)，其特
全文摘要
本發(fā)明公開了一種豎壁貼附射流空氣湖模式通風(fēng)系統(tǒng)，它包括送風(fēng)管(4)、排風(fēng)管(11)，所述送風(fēng)口(6)安裝在房間的頂部靠近側(cè)墻位置，所述送風(fēng)口(6)距側(cè)墻距離設(shè)為送風(fēng)口(6)中心距側(cè)墻的垂直距離與送風(fēng)口(6)寬度之比為0～15。該通風(fēng)系統(tǒng)在運行時工作區(qū)接近于送風(fēng)環(huán)境，有利于人體健康；該通風(fēng)系統(tǒng)在建筑空間上容易布置，不占有下部建筑空間(工作區(qū))。
文檔編號F24F7/04GK101225988SQ200810017349
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者李安桂, 王國棟, 邱少輝 申請人:西安建筑科技大學(xué)