《暖通空调》教案第10章室内气流分布.doc

第10章 室内气流分布 10.1 对室内气流分布的要求与评价 10.1.1 概述 空气分布又称为气流组织。室内气流组织设计的任务就是合理的组织室内空气的流动与分布，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好的满足工艺要求及人们舒适感的要求。 空调房间内的气流分布与送风口的型式、数量和位置，回风口的位置，送风参数，风口尺寸，空间的几何尺寸及污染源的位置和性质有关。 下面介绍对气流分布的主要要求和常用评价指标。 10.1.2 对温度梯度的要求 在空调或通风房间内，送入与房间温度不同的空气，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。 在舒适的范围内，按照ISO7730标准，在工作区内的地面上方1.1m和0.1m之间的温差不应大于3℃(这实质上考虑了坐着工作情况)； 美国ASHRAE55-92标准建议1．8m和0．1m之间的温差不大于3℃(这是考虑人站立工作情况)。 10.1.3 工作区的风速 工作区的风速也是影响热舒适的一个重要因素。在温度较高的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，人没有太明显的感觉。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 吹风感和气流分布性能指标 吹风感是由于空气温度和风速(房间的湿度和辐射温度假定不变)引起人体的局部地方有冷感，从而导致不舒适的感觉。 有效吹风温度EDT 美国ASHRAE用有效吹风温度EDT(Effective Draft Temperature)来判断是否有吹风感，定义为 (10-1) 式中 tx,tm--室内某地点的温度和室内平均温度，℃； vx--室内某地点的风速，m/s。 对于办公室，当EDT=-1.7~l℃，vx＜0.35m/s时，大多数人感觉是舒适的，小于下限值时有冷吹风感。 EDT用于判断工作区任何一点是否有吹风感。 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和风速要求的点占总点数的百分比。 对整个工作区的气流分布的评价用ADPI来判断。 对已有房间，ADPI可以通过实测各点的空气温度和风速来确定。 在气流分布设计时，可以利用计算流体力学的办法进行预测；或参考有关文献、手册提供的数值。 10.1.5 通风效率Ev 通风效率Ev(Ventilation efficiency)又称混合效率，定义为实际参与工作区内稀释污染物的风量与总送入风量之比，即 Ev也表示通风或空调系统排出污染物的能力，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，排风的污染物浓度等于工作区浓度时，Ev＝1。 ⑵一般的混合通风的气流分布形式，EV＜1。若清洁空气由下部直接送到工作区时，工作区的污染物浓度可能小于排风的浓度，Ev>1。 EV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。 以转移热量为目的的通风和空调系统，通风效率中浓度可以用温度来取代，并称之为温度效率ET，或称为能量利用系数，表达式为 (10-2) 式中 te、t、ts--分别为排风、工作区和送风的温度，℃。 10.1.6 空气龄 ⑴空气质点的空气龄：简称空气龄(Age of air)，是指空气质点自进入房间至到达室内某点所经历的时间。 ⑵局部平均空气龄：某一微小区域中各空气质点的空气龄的平均值。 空气龄的概念比较抽象，实际测量很困难，目前都是用测量示踪气体的浓度变化来确定局部平均空气龄。 由于测量方法不同，空气龄用示踪气体的浓度表达式也不同。 如用下降法(衰减法)测量，在房间内充以示踪气体，在A点起始时的浓度为c(0)，然后对房间进行送风(示踪气体的浓度为零)，每隔一段时间，测量A点的示踪气体浓度，由此获得A点的示踪气体浓度的变化规律c(r)，于是A点的平均空气龄(单位为s)为 (10-3) ⑶全室平均空气龄：全室各点的局部平均空气龄的平均值 （10-4） 式中V为房间的容积。 如用示踪气体衰减法测量，根据排风口示踪气体浓度的变化规律确定全室平均空气龄，即 (10-5) 式中ce(τ)即为排风的示踪气体浓度随时间的变化规律。 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