无风道诱导风机通风空调系统设计计算方法论文

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1、无风道诱导风机通风空调系统设计计算方法论文摘要无风道诱导风机空调系统是一种新型的空调系统，本文介绍了其基本工作原理和组成。提出了可供工程设计的气流组织计算方法，提供了计算所需要的，以实验为基础获得的实验数据。给出了具体的设计步骤和计算例题。对多股平行非等温射流、贴附射流对射流特性的影响进行了讨论。关键词诱导风机空调系统气流组织设计方法1引言无风道诱导风机已经广泛应用于国内地下停车场，至仿已有近万中诱导风机使用在国内几百个地下停车场内，为改善地下停车场的空气品质，降低地下停车场通风系统的一次投资和运转费用起到了一定的作用。实际上，这种通风空调系统在国外.freel

2、m，因此可能形成很宽的平面射流，回风口可以设在机组后部，或者下部，这一产品已由笔者研制成功，并获得中国专利。3设计计算方法采用诱导风机替代传统的风道用于空调系统，其风险性远远大于常规有道空调系统，可能出现的问题是：①由空调机组送出的冷（热）风未能达到诱导风机处，就下落，结果在空调房间内出现明显的区域温差；②冷气流中途下落，导致明显的"吹风感"，引起人体不舒适；③送风不送到所有需要空调的区域，形成气流停滞区；④气流噪声问题；⑤热风下送总是。上述这些问题，归纳起来，在设计过程中需要解决的实际上就是：①气流组织计算问题；②气流组织形式问题。下面分别说明。3．1气流组织

3、计算3．1．1基本计算公式虽然最近十年，CFD技术在气流组织设计中已得到一定的应用，但是由于影响因素繁多，其准确性沿无法替代以实验为基础的计算方法。国内外空调工程设计中采用的主要还是以实验为基础的计算方法。如图1所示，无风道诱导风机空调系统，实际上是多股喷口射流的叠加。气流组织计算的目的就是确定：①轴心速度衰减规律；②轴心轨迹，即射流落差；③轴心温度衰减规律。目前国际上使用的射流计算公式的形式基本相同3～5，主要区别在于通过实验得到经验系数不尽相同。轴心速度衰减公式：（1）式中V0--出风口平均风速，m/s；Vx--射程X处轴心速度，m/s；K1--轴心速度常数

4、，无因次；A0--出风口有效面积，m2。X--射程，m。非等温射流轴心轨迹，即射流落差计算公式：（2）式中Y--射流轴心偏离水平轴之距离，m；a0--射流出口轴线与水平轴之夹角；y--系数，与风口形式和尺寸有关，y=0.47±0.06，无因次；K2--轴心温度常数，无因次；Ar0--阿基米德数。轴心温度衰减规律：（3）式中TO--出风口送风温度，℃；TX--射程X处轴心温度，℃；TR--回风温度，℃；诱导风机用于空调系统与用于通风系统时，最大的区别就是前者是非等温送风，而后者是等温送风，对于非等温射流，其射程、轴心轨迹、轴心速度衰减、轴心温度衰减都将受到阿基米德

5、准数的影响3。虽然气流组织已经是一个很老的课题，但是目前可供工程设计使用的较准确的计算公式并不完善，例如非等温送风的轴心速度衰减就缺乏可靠的计算公式，因此对于非等温送风，目前国外仍然采用式（2）进行计算3。同时，采用什么样的公式进行计算尚存在较大的分歧。3．1．2轴心速度常数和轴心温度常数在式（1）～（3）中，轴心速度常数K1和轴心温度常数K2对计算结果影响很大。K1国亦称风口特性系数、送风口常数。国内在进行射流轴心速度衰减计算时，同时采用另一个与风口有关的经验系数，被称不紊流系数a6，a和K1之间存在以下换算关系：a=0.42/K1。轴心速度常数是一个与风口形

6、式和具体结构有关的实验参数，它表示轴心动能损失3，对于一种形式的风口，轴心速度常数历来被看成常数，但是最近研究发现轴心速度常数并非常数，它还与送风口风速有关3，7。K1、a和K2虽然都是由试验确定的参数，使用简单，但是国内在计算过程中也存在一些问题：①式（1）有两种形式，当式（1）中的采用DO替代时，公式中常数应除去；②不同的风口采用相同的轴心速度常数，目前通用的速度衰减和射流轴心轨迹计算公式，已将喷口的轴心速度常数和轴心温度常数具体数值写入公式中，因此采用其他风口（如矩形风口，条缝风口，旋流风口等），仍采用这些计算公式，将导致明显误差；③轴心速度常数取值过大，

7、部分厂家，为了商业利益，任意提高风口射程（即轴心速度常数），最近在国内会展类建筑的空调设计中这已是司空见惯的事。虽然各类手册和教科书都登载有轴心速度常数和轴心温度常数表，但是表中风口形式过于笼统，因此准确性较差，对于一种形式、尺寸一定的风口，一般最好通过实验来确定。表1是目前常用的轴心速度常数和轴心温度常数。常用风口的轴心速度和轴心温度常数表1风口形式K1K2VO=2～5m/sVO=10～50m/s圆形和方形喷口5.06.2矩形喷口，长宽比4034.15.3条缝喷口3格栅风口，净面积大于40%34.15.0穿孔板，净面积3%～5%32.73.3穿孔板，净面积10

8、%～50%33.54.3