第二章 通风系统介绍(一).pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,#,1,通风工程,同济大学 机械工程学院,暖通空调及燃气研究所,2013,年,第二章,通风系统,介绍（一）,2,本章提纲,风口与风机（课本没有）,局部通风、全面通风和置换通风,事故通风,建筑防排烟,通风系统的功能及组成,功能,-,改善室内的空气环境,排风,-,把不符合卫生要求的空气排出室外,进风,-,把新鲜空气或经过净化的空气送进室内,3,通风系统,通风路径,通风动力源,风管,风口,气流组织,风机,热压,风压,净化设备,4,第一节风口和风机,5,风口,(,一,),评价指标,射程,T,v,：,V,x,=0.5m/s,或,V,x,=0.25m/s,处的距离。,与喷射风速有关。,噪声：与喷射风速有关。,阻力：阻力系数一般为常数,风量：有额定风量范围,，出口风速,范围,6,风口,7,风口种类,百页风口,散流器,条缝风口,旋流风口,投射风口,格栅风口,孔板风口,回风口：金属网格、栅、百叶,其他：座椅风口、置换风口,8,1,、,百页风口,(Blades),：,适用,侧送，有导向功能,顶送，送风速度低，送风均匀度不好,类型,单层：百叶调角度，一般空调,双层：两层百叶调角度，高精度空调,三层：对开叶片调风量，两层百叶调角度，高精度空调,风口种类,9,双层,(,三层,),百页风口,10,风口种类,2,、吊顶,散流器,Ceiling diffusers,适用,吊顶送风,特点,适宜用在层高较低且面积较大区域，可进行均匀布置,类型,盘式（圆形）：,平送,直片式（方形）,向下,送或平,送,11,贴附型盘式散流器,风口种类,12,种类：方型散流器,(,贴附型,),13,贴附型圆形散流器,(,平送,),14,直片型散流器,(,平送或向下送,),15,风口种类,3,、条缝风口,(Linear slot outlets),：,条缝散流器,(linear slot diffusers),送风速度高，送风均匀度好,条,缝格栅风口,(Linear Bar Grille),：一般空调,适用：内区吊顶，周边吊顶，窗台，地板，上侧送,16,条缝型散流器,17,条缝格栅,风口吊顶送风,18,风口类型,4,.,旋流风口,水平旋流送风，诱导比高，气流温度和风速可迅速,下降,使用场合与散流器接近,要求高于一定层高,风口类型,19,可调式旋流风口,适用于,层高很大的公用建筑空调,可调式导流叶片可送出横向、斜向或垂直方向的旋转气流,20,风口类型,采用旋流风口，气流迅速扩散,5.,地板送风风口,21,地板送风的不同方式,22,香港汇丰银行的地板送风,23,香港汇丰银行的地板送风,24,东京大林组本部的地板送风,25,东京大林组本部的地板送风口,26,风口种类,5.,投射喷口,用于自由射流，高大空间集中送风,根据工作区长度与落差来选取喷口,27,风口种类,6,、格栅风口,(Grille),：,垂直送风，侧送，上送,，空调工程回风口,风口种类,7,、孔板：,通常采用下回风,温度场和速度场均匀,送风量大,(20,150,次,/,小时,),，运行费高,要求吊顶空间作送风静压箱,适用于高精度空调或净化空调,28,29,座椅送风的不同形式,30,上海歌剧院的座椅腿送风,31,大坂中央体育馆：椅背送风,32,风机,离心风机,轴流风机,贯流风机,例题,2012,关于通风机风压的说法，正确的应是下列哪项,A,离心风机的全压与静压数值相同,B,轴流风机的全压与静压数值相同,C,轴流风机的全压小于静压,D,离心风机的全压大于静压,33,风机参数,风机风量,L,（,m3/h,）、风压,p,（,Pa,）、电机功率,N,风机的有效功率,N,y,、轴功率,N,z,，配用电机功率,N,34,-,全压效率,K-,电机容量安全系数,例,2012,某建筑全面通风系统，计算总风量,10000m3/h,，计算总压力损失,300Pa,，当地大气压,1atm,，假设空气温度,20,，若选用风系统全压效率,0.65,，机械效率,0.98,，在选择通风机时，风机的配用电机容量应该为？（风机风量按计算风量附加,5%,，风压按计算阻力附加,10%,）,电机容量安全系数,K=1.3,（,N,：,12kW,）,35,第二节局部通风、全面通风和置换通风,37,本节提纲,局部通风,全面通风,置换通风,不同气流分布房间的温度场特点,风量平衡与热平衡,不同气流分布预测方法的特点比较,38,一、局部通风,定义：,利用,局部气流,在,局部工作区,造成不受有害物污染的空气环境。,39,（一）局部排风,排风罩,：捕集有害物,净化设备,：净化空气，达到排放指标,风管,：空气通道、连接设备,风机,：提供动力,40,（二）局部送风,送风口,：进行气流组织,空气处理设备,：对空气进行热湿处理,风管,：输送空气,风机,：提供动力,41,工位送风背景送风,工位送风仅负责工位空间，保证热舒适和空气质量,背景送风负责大环境，环境温度可以偏高，可以全回风,负荷特点,室内平均温度高，与下送上排有相似之处,有可能减少新风负荷,（二）局部送风,42,混合通风,工位,送,风,43,（三）局部通风的特点及适用情况,特点,通风效果：好（作用靠近有害物源或工作区）,经济性：好（风量小、设备小，初投资及运行费用小）,适用情况,局部排风,：主要用于控制尘、气,局部送风,：用于控制热、湿，供应新鲜空气,44,二、全面通风,又称稀释通风、混合通风,原理：向室内提供,清洁空气,，并从室内排走,污染空气,，通过,稀释,使室内空气达到卫生标准。,通风效果既与通风量有关，又与通风气流的组织有关,45,二、全面通风,适用范围,无法采用局部通风、排风罩口不便布置、有害物散发点多、散发点不固定（常规的办公室、受工艺限制的厂房）,采用局部通风系统后仍达不到卫生标准,46,二、全面通风,全面通风量的确定,气流组织,上送风,中送风,下送风,全面通风的平衡问题,47,（一）全面通风量的确定,假设,房间体积,V,f,m,3,有害物的散发量,x,g/s,全面通风量,L,m,3,/s,送风中的有害物浓度,y,0,g/m,3,室内某时刻有害物浓度,y,g/m,3,L,*,y,0,*,d,+,x,*,d,L,*,y,*,d,=V,f,*,dy,48,全面通风的基本微分方程式,积分整理得：,L/V,f,=ln,(Ly,1,-x-Ly,0,)/(Ly,2,-x-Ly,0,),(Ly,1,-x-Ly,0,)/(Ly,2,-x-Ly,0,)=e,L,/V,f,式中,y,、,x,、,L,、,等,都可以作为变量,49,分析：,1,、,若有害物散发量,x,不变，在规定时间,t,内，要使得房间有害物浓度从,y,1,变化到,y,2,，所需通风量,L,2,、,若,x,、,L,均不变,(,稳定状态下的全面通风量,),L=x/(y,2,-y,0,),实际应用,L=K x/(y,2,-y,0,),安全系数,K=310,，考虑全面通风时有害物分布不均匀,例题,2010,某会议室有,105,人，每人每小时呼出的,CO2,为,22.6L,，设室外空气中,CO2,的体积浓度为,400ppm,，会议室内允许,CO2,体积浓度为,0.1%,，用全面通风方式稀释室内,CO2,浓度，则能满足室内允许浓度的最小新风量为？,50,L=x/(y,2,-y,0,),51,3,、多种有害物同时发生时,原则,:,1,),分别计算出单种有害物所需要的通风量,2,),同类相加,不同类取大值,有机溶剂蒸汽（苯系物、醇类、醋酸类）,刺激性气体（,S,2,O,3,，,SO,3,，,氟化,氢及其盐类）,余热,余,湿,排除,CO,2,分析：,52,排除室内余热余湿的通风量,全面通风量,kg/s,室内产生余热量,kJ/s,空气质量比热,排、送风温差,全面通风量,kg/s,室内产生余湿量,g/s,排、送风含湿量差，,g/kg,干空气,消除余热,消除余湿,例题,2011,某车间同时散发苯、乙酸乙酯溶剂蒸汽和余热，设稀释苯、乙酸乙酯溶剂蒸汽所需的室外新风量分别为,200000m3/h,，,50000m3/h,，满足排除余热的室外新风量为,220000m3/h,，问最小新风量取值应是？,53,54,4,、若,x,无法确定，采用换气次数法,L=n.V,f,式中,:,n:,换气次数,1/h,V,f,:,房间体积,m,3,*,汽车库排风按换气次数法计算，排风量不少于,6,次,/h,，当层高,机械排风，室内正压，清洁度要求高,机械进风,机械排风，室内负压，有污染物房间,房间负压不宜过大,G,zj,+G,jj,=G,zp,+G,jp,99,五、风量平衡与热平衡,热平衡,要使室内空气温度保持恒定，房间的总得、失热量应相等。,Q,h,+cL,p,n,t,n,=Q,f,+cL,jj,jj,t,jj,+cL,zj,w,t,w,+cL,hx,n,(t,s,-t,n,),围护结构,材料吸热,排风失热,设备放热,机械进风,自然进风,再循环风,t,n,-,室内温度，室内排风温度,t,jj,-,机械进风温度,t,w,-,室外空气计算温度,t,s,-,再循环送风温度,100,例题,设备散热量,Q,1,，围护结构失热,Q,2,，上部,天窗自然排,风,G,zp,，,局部机械排,风量,G,jp,，自然进风量,G,zj,，机械送风量,G,jj,，室内,工作区温度,t,n,，室外,空气温度,t,w,，车间温度梯度,t,，上部天窗中心高,H,，机械,送风温度,t,j,列房间热平衡和风平衡,关联式,t,w,t,n,Q,1,Q,2,G,jj,t,j,G,zp,t,p,G,jp,G,zj,H,101,例题,t,w,t,n,Q,1,Q,2,G,jj,t,j,G,zp,t,p,G,jp,G,zj,H,Q,3,G,zj,+G,jj,=G,zp,+G,jp,t,p,=t,n,+t*(H-2),Q,1,+cG,jj,t,j,+cG,zj,t,w,=Q,2,+cG,zp,t,p,+cG,jp,t,n,Q,3,=cG,jj,(t,j,-t,w,),另，可求得送风机加热量,例题,2012,某车间设有局部排风系统，局部排风量为,0.56kg/s,，冬季室内工作区温度为,15,，冬季通风室外计算温度为,-15,，采暖室外计算温度为,-25,，空气定压比热为,1.01kg/kg.,，围护结构耗热量,8.8kw,，室内维持负压，机械进风量为排风量的,90%,，试求机械进风量和送风温度,102,教材,P22,局部排风、稀释污染气体全面通风：冬季采暖室外计算温度,消除余热、余湿及稀释低毒性污染物质的全面通风：冬季通,风室外计算温度,103,六、不同气流分布预测方法的特点比较,半经验射流公式,区域网络模型,CFD,数值求解法,模型实验,104,半经验射流公式,内容和来源,采用射流公式对空调送风口射流的轴心速度和温度、射流轨迹等进行预测,基于某些标准或理想条件理论分析或试验,缺陷,不能用于分析复杂空间，应用受制约,只能给出室内的一些集总参数性的信息,折衷的方法：区域模型,区域内集总参数,区域间考虑存在热质交换,半经验射流公式,105,侧向送风射流轴心轨迹,射流轴心速度衰减,106,区域网络模型,将建筑内的各个部分与室外大气之间简化成一个网络，这种网络与电网、水网类似，由节点和支路组成,具体处理如下：,一个房间可以当成一个内节点,门窗可以当成一条支路，,走廊可以当成一个节点或支路,房间与房间之间的开口可以当成支路,建筑外部开口处设为外节点,107,建筑结构平面图,外节点,内节点,网络图,区域网络模型,108,109,计算流体力学方法的引入,CFD,方法,特点：依据室内空气流动的数学物理模型，,在计算机上做虚拟实验,原理：对连续方程、动量方程、能量方程和组分方程进行离散数值求解,优点,成本低、速度快,应用范围广，提供信息全面,缺点：,可靠性问题,人们对湍流的机理尚无清楚认识，缺乏完整的湍流理论，需要依赖半经验的方法,边界条件需要简化：送风口入流、壁面边界条件、室内热源分布等,CFD,数值求解法,110,1-壁橱，2-桌子，3-计算机，4-人，5-灯，6-送风口，7-回风口,置换通风数值求解方法的空间模型,CFD,数值求解法,111,置换通风的速度场,112,置换通风的温度场,113,置换通风的污染物浓度场,置换通风送风形式，污染物浓度高的部位在上方,114,模型实验,115,不同气流分布预测方法的特点比较,116,本章小结,风口和风机,常见的通风系统形式,局部通风、全面通风、置换通风,风量计算,气流组织,热平衡与质,平衡,117,思考题,风机盘管上侧送风，气流分布按最高风速时设计。部分负荷运行时不改变水温，只减少风量，气流分布可能出现何种变化？,上送百页冬天送热风送不下来，有什么办法可以改善？,侧送风口与顶棚距离对冷射流有何种影响？,上送热风，用公式计算发现衰减很好，是不是说明气流分布好？为什么？,变风量系统对风口应该有什么要求,？,