CN101988733B - 一种方柱面贴附射流的送风方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方柱面贴附射流的送风方法，该方法将带有进风口和送风口的环形静压箱安装在室内方柱上部，送风口为环形条缝风口，该环形条缝风口出风垂直向下，贴附于方柱的外表面。本发明利用方柱面贴附射流送风方式减小送风对室内空气的卷吸来提高混合顶部送风的空气品质和节能效果。当送风口与方柱面之间的距离比较近时，方柱面的贴附效应将得到加强，送风口的射流可以将新鲜空气下送至地面，在室内人员活动的下部区域形成空气池现象，由此可以达到和置换通风在气流组织及室内温度梯度分布等方面类似的效果，适用于有方柱结构的建筑环境。

Description

一种方柱面贴附射流的送风方法
技术领域
本发明涉及一种送风方法，具体涉及一种方柱面贴附射流的送风方法。该方法适用于室内通风系统。
背景技术
室内通风、空调系统的重要环节就是探讨采用何种送风气流组织模式的问题，因此送风气流组织的模式受到了国内外研究学者和工程设计人员的重视。气流组织的模式分为两种：
（1）以稀释原理为基础的传统混合通风；
（2）以浮力控制为动力的近代置换通风。
传统的混合通风通常安装在房间顶部（图1），混合通风的特点是速度高、动量大和紊流送风，因在建筑空间上容易布置，不占有下部建筑空间（工作区），至今仍然广泛使用。工作区一般处于回风或者排风环境中，通风效率、卫生条件相对较差。
置换通风可使建筑空间得到较好的空气品质、较高的通风效率，并可提升通风空调区域的热舒适性。下置式置换通风是夏季空调应用最为广泛的置换通风形式，送风口布置在房间下部，气流以类似层流的活塞流的状态缓慢向前移动，由于送风温度低于室内空气温度，送风在重力作用下先蔓延至整个地板表面，随后在后继送风推动和室内热源产生热对流气流的卷吸作用下，由下至上流动形成室内空气运动的主导气流，最后由房间上部排出室外。由于新鲜清洁空气直接送入工作区，先经过人体，这样就可以保证人体处于一个相对清洁的空气环境中，从而有效地提高了工作区的空气品质，同时房间下部工作区温度接近送风温度，上部非工作区温度接近排风温度，因此通风效率相对较高。但实际应用中，传统下置式置换通风为了满足舒适性的要求，设计送风温度不能太低、风速不易过大（≤0.3m/s），从而在一定程度上降低了消除单位冷负荷的能力，使其不适用于单位冷负荷较大的建筑空间。置换通风通常采用底部侧送风的气流组织方式，在很多情况下底部侧送风受限制，在一定程度上阻碍了置换通风的推广应用。
发明内容
针对传统混合通风的顶部送风，送风卷吸大量室内空气从而难以满足人们对室内环境和节能的要求，本发明的目的在于，提供一种方柱面贴附射流的送风方法。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种方柱面贴附射流的送风方法，其特征在于，该方法将带有进风口和送风口的环形静压箱安装在室内方柱上部，所述的送风口为环形条缝风口，该环形条缝风口出风垂直向下，贴附于方柱的外表面。
本发明的方法将环形静压箱布置在室内方柱上部，环形条缝送风口利用方柱面贴附射流送风方式减小送风对室内空气的卷吸来提高混合顶部送风的空气品质和节能效果。当送风口与方柱表面之间的距离很近时，方柱面的贴附效应将得到加强，送风口的射流可以将新鲜空气下送至地面，在室内人员活动的下部区域形成空气池现象，由此可以达到和置换通风在气流组织及室内温度梯度分布等方面类似的效果。适用于有方柱结构的建筑环境。该送风方法在运行时，工作区接近于送风环境，有利于人体健康，能够提高工作区舒适度；同时将风直接送至工作区，降低空调计算负荷，达到节能效果。
附图说明
图1是传统混合通风的顶部通风示意图；
图2是方柱面贴附射流的送风方式示意图； 
图3是单个方柱面贴附射流的送风方式示意图；
图4是实施例1情况下的室内速度大小等值线分布图；
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
如图2所示，本发明的方柱面贴附射流的送风方法，将带有进风口1和送风口3的环形静压箱2安装在室内方柱4上部，送风口3为环形条缝风口，该环形条缝风口出风垂直向下，贴附于方柱4的外表面。
方柱4表面上无障碍物，环形静压箱2上的送风口3采用环形条缝风口与方柱4表面贴附，能较好的解决下置式置换通风存在的弊病，环形条缝风口出风垂直向下，依靠方柱面的贴附效应——康达效应（Coanda Effect），延长其射程并减少其与室内空气的混合，将新鲜空气最大限度地由方柱4上向下送至地面，并沿地板扩散开来，在工作区形成类似于置换通风气流组织参数场的同时，较好地解决了置换通风由于送风气流直吹人体致使送入冷量小、受房间物品摆放位置限制等问题。该送风方法在运行时工作区接近于送风环境，有利于人体健康，能够提高工作区舒适度；该送风方式将风直接送至工作区，降低空调计算负荷，达到节能效果。
参见图3，环形条缝风口可实现送风沿方柱面由上至下送至房间底部，使送入的空气沉积在房间底部并扩散形成空气池，从而形成热舒适性较高的工作区，达到接近置换通风的气流组织效果，一方面可以提高送风的温度，从而提高人员活动区域的空气质量，降低空调计算负荷，达到节能效果。另一方面还可以改善传统混合通风方式的室内空气品质，提高建筑物的热舒适性。
以下是发明人给出的实施例。
实施例1：
在方柱4表面上无障碍物的条件下，根据实际使用情况建立室内方柱4表面贴附射流通风方式的数值计算模型，送风口3距地面高度为3000mm；环形条缝风口紧贴方柱4的壁面，送风口3宽度为100mm；送风口3与方柱4表面之间的距离为100mm；环形条缝风口的出风方向垂直向下，送风速度为1.5m/s；
为了验证本实施例的送风效果和室内空气流动情况，在此选用室内气体流动计算应用最多的零方程模型，建立控制方程组如下：
式中：
Figure 104337DEST_PATH_IMAGE002
：表示时间；
Figure 265323DEST_PATH_IMAGE003
：表示空气密度，kg/m3；
Figure 175510DEST_PATH_IMAGE004
：对于连续性方程等于1，对于动量方程等于（
Figure 449682DEST_PATH_IMAGE006
=1、2和3，分别表示x、y和z方向）；对于能量方程等于
Figure 340540DEST_PATH_IMAGE007
；对于组分控制方程等于
Figure 749525DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 224368DEST_PATH_IMAGE009
：表示笛卡尔坐标（
Figure 550570DEST_PATH_IMAGE006
=1、2和3，分别表示x、y和z方向）；
Figure 794469DEST_PATH_IMAGE010
：表示有效扩散系数，
Figure 374355DEST_PATH_IMAGE011
：表示源项。
各个控制方程中，
Figure 837960DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 466387DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 564793DEST_PATH_IMAGE011
表示的内容列于表1中。
表1 
Figure 817045DEST_PATH_IMAGE012
采用有限体积法对上述控制方程进行离散，离散格式选用二阶迎风格式，引入出风边界条件并采用SIMPLE算法对离散方程进行求解，当速度项和压力项残差值均小于10-3，同时温度和组分的残差值均小于10-6时，控制方程组收敛，此时即可得到室内空气流动情况。
图4为实施例1情况下的室内速度大小等值线分布图；图4显示了方柱4的四个壁面其中一个面的送风情况，图中左边界为方柱一侧的壁面；由图可以明显看出射流沿壁面垂直向下，在壁面形成的贴附长度为260cm，射流脱落点距模型底部40cm，射流到达地面后进行二次贴附，工作区域处于风速小的空气湖内，大大提高的送风效率和舒适性,起到了节能和卫生条件好的效果。
实施例2：
其他与实施例1相同，环形条缝送风口离方柱面距离为0mm（紧贴方柱面），送风口与方柱4表面之间距离由实例1的100mm变为紧贴方柱4的表面，计算得出，距离的减小增强了贴附效果，延长了贴附长度，降低了射流提前脱离壁面进入工作区引起吹风干的可能，送风效果比实例1更好。
实施例3：
其他与实施例1相同，环形条缝风口出风速度为3m/s。计算得出如下结论：送风射流速度越大，贴附点距地面越高，越易形成贴附；反之，射流送风速度越小越难形成贴附，表明采用该发明通风方式时应在条件允许的情况下尽量采用较大的送风速度；当射流与壁面形成贴附后，垂直方向速度衰减变小，进一步表明采用该发明的通风方式可以减小送风速度的衰减，有利于送风。

Claims (2)

1.一种方柱面贴附射流的送风方法，其特征在于，将带有进风口（1）和送风口（3）的环形静压箱（2）安装在室内方柱（4）上部，所述的送风口（3）为环形条缝风口，该环形条缝风口出风垂直向下，贴附于方柱（4）的外表面。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的方柱（4）的外表面上无障碍物。
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