CN107621035B - 一种新风分配箱及包含其的双向流新风系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于新风设备领域，并公开了一种新风分配箱，包括依次连接在一起的分配箱箱体、渐缩缓冲段和进风圆弯管，所述分配箱箱体一侧敞口，以作为进风侧与所述渐缩缓冲段的出风口连接，该分配箱箱体的其它侧面设置有承插扁接管；所述渐缩缓冲段的出风口与所述分配箱箱体的进风侧均为圆角矩形形状并且两者重合；所述渐缩缓冲段的进风口与所述进风圆弯管的出风口重合；所述渐缩缓冲段的进风口的面积大于其出风口的面积。本发明能够解决现有新风系统风量小、通风效果差、噪声高的问题，符合国家节能减排的政策，新风分配箱结构简单，局部阻力小，噪声低，便于生产加工，可广泛应用于空调新风系统中。

Description

一种新风分配箱及包含其的双向流新风系统

技术领域

本发明属于新风领域，更具体地，涉及一种新风分配箱及包含其的双向流新风系统。

背景技术

目前，中央新风系统广泛应用于国内外暖通空调行业，新风系统是由双向分配主机及管道配件组成的一套独立空气处理系统，双向分配主机将室外新鲜空气经过过滤、净化后通过管道输送到室内，再从另一侧向室外排出，在室内会形成“新风流动场”，从而满足室内新风换气的需要。实施方案是：主机内采用高风压、大流量风机、依靠机械强力由一侧向室内送风，由另一侧用专门设计的排风风机向室外排出的方式强迫在系统内形成新风流动场。在送风的同时对进入室内的空气进过滤、灭毒、杀菌、增氧、预热(冬天)，保证进入室内的空气是洁净的，以此达到室内空气净化环境的目的。在整个新风系统中，管道布置是决定室内气流组织形式和通风换气效果的关键因素，管道系统由不同的新风配件组成：新风分配箱、接头、进出风口、过梁器等。不同形式管道配件的选择是决定管道系统阻力和噪声的一个主要因素，在所有的配件中，新风分配箱是地送风系统的核心配件，在新风系统中把气体动能转化为静压能，保证整个系统有足够静压，均匀分配风量，减小噪声，由于其适用于特殊的安装环境，故被广泛使用。参照图1，现有的常规分配箱的箱体1'形状为长方体结构，进口圆管2'垂直箱体上表面设置，各承插扁接管3'设置于箱体侧面。这种分配箱的气流从圆形进口管道进入分配箱后，直接撞击分配箱底面，造成较大冲击损失和涡流噪声，并且在箱体内部流道形成的漩涡阻塞各扁管出口，影响管道系统的风量；圆管进口位置与各扁管出口位置距离太远，容易在箱体的形成漩涡和速度空洞区，造成各扁管出口的流量和压力分配不均匀的现象，这也会造成局部阻力损失。

另外，现有的新风系统存在的以下问题：通风换气效果差，污浊空气不能迅速排出；没有排风，新风在正压区域难以送入，建筑内气流组织不佳；风量小、噪音大，不能满足连续性通风要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新风分配箱及包含其的双向流新风系统，能够改善进口冲击现象，从而使气流直接冲击箱体底部产生的噪声降低，消除了箱体内的气流漩涡和速度空洞区，减小风量损失，对各扁管出口的流量起到均匀调制的作用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新风分配箱，其特征在于，包括依次连接在一起的分配箱箱体、渐缩缓冲段和进风圆弯管，其中，

所述分配箱箱体水平设置，并且其一侧敞口，以作为进风侧与所述渐缩缓冲段的出风口连接，该分配箱箱体的其它侧面设置有承插扁接管；

所述渐缩缓冲段的出风口与所述分配箱箱体的进风侧连接在一起，两者均为圆角矩形形状并且两者重合；

所述渐缩缓冲段的进风口与所述进风圆弯管的出风口连接在一起，两者均为圆形并且两者重合；

所述渐缩缓冲段的进风口的面积大于其出风口的面积。

优选地，所述渐缩缓冲段的进风口到其出风口之间的曲面为四段并且它们由四条非均匀有理B样条曲线控制，每条非均匀有理B样条曲线的每端分别与一水平线相切。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种双向流新风系统，包括所述的新风分配箱，其特征在于，还包括室外进风管、室外排风管、双向分配主机、分配箱进风管、回风管、中间连接管道和室内送风装置，其中，

所述室外进风管和室外排风管分别连接在所述双向分配主机的同一侧；

所述分配箱进风管和回风管分别连接在所述双向分配主机的同一侧，并且所述双向分配主机将所述室外进风管的风引入所述分配箱进风管，将所述回风管的风引入室外排风管；

所述分配箱进风管与所述新风分配箱的进风圆弯管连接；

所述新风分配箱上的承插扁接管通过中间连接管道连接室内送风装置。

优选地，所述中间连接管道包括扁管和用于连接扁管的弯头。

优选地，所述承插扁接管上设置有定位滑槽，与其连接的扁管靠近承插扁接管的一端设置有用于插入所述定位滑槽的定位滑轨。

优选地，室内送风装置设置有多个，其中一些室内送风装置水平设置，以用于水平出风，另一些室内送风装置竖直设置，以用于向上出风。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明能够解决现有新风系统风量小、通风效果差、噪声高的问题，符合国家节能减排的政策，新风分配箱结构简单，局部阻力小，噪声低，便于生产加工，可广泛应用于空调新风系统中。

附图说明

图1是现有的常规新风分配箱的结构示意图；

图2a、图2b分别是本发明中新风分配箱的俯视图和右视图；

图3是本发明中新风系统的示意图；

图4是采用四条非均匀有理B样条曲线控制渐缩缓冲段的四段曲面的示意图；

图5是本发明中室内送风装置的示意图；

图6a和图6b分别是常规新风分配箱和本新风分配箱的内部流场图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照各附图，一种新风分配箱1，包括依次连接在一起的分配箱箱体101、渐缩缓冲段102和进风圆弯管103，其中，

所述分配箱箱体101水平设置，并且其一侧敞口，以作为进风侧与所述渐缩缓冲段102的出风口连接，该分配箱箱体101的其它侧面设置有承插扁接管104；

所述渐缩缓冲段102的出风口与所述分配箱箱体101的进风侧连接在一起，两者均为圆角矩形形状并且两者重合；

所述渐缩缓冲段102的进风口与所述进风圆弯管103的出风口连接在一起，两者均为圆形并且两者重合；

所述渐缩缓冲段102的进风口的面积大于其出风口的面积。这是因为进出口面积的比值是影响管道局部阻力的一个重要的因素，管道截面突然增大时，扩散作用会增强，加剧流体分离和涡流的形成，即扩大了涡流区。在流量不变的情况下，出口管段的流速减小。在一定范围内增大出口和进口断面面积比值时，压力损失一方面随着速度的降低而降低，另一方面随着涡流区的加大而增大。相比之下，前者的影响更大一些，因此在一定范围内减小弯管断面可使总的损失降低。

进一步，所述渐缩缓冲段102的进风口到其出风口之间的曲面为四段并且它们由四条非均匀有理B样条曲线控制，每条非均匀有理B样条曲线的每端分别与一水平线相切。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种双向流新风系统，包括所述的新风分配箱1、室外进风管2、室外排风管3、双向分配主机4、分配箱进风管5、回风管6、中间连接管道7和室内送风装置8，其中，

所述室外进风管2和室外排风管3分别连接在所述双向分配主机4的同一侧；

所述分配箱进风管5和回风管6分别连接在所述双向分配主机4的同一侧，并且所述双向分配主机4将所述室外进风管2的风引入所述分配箱进风管5，将所述回风管6的风引入室外排风管3；

所述分配箱进风管5与所述新风分配箱1的进风圆弯管103连接；

所述新风分配箱1上的承插扁接管104通过中间连接管道7连接室内送风装置8。

进一步，所述中间连接管道7包括扁管71和用于连接扁管71的弯头72。

进一步，所述承插扁接管上设置有定位滑槽105，与其连接的扁管71靠近承插扁接管的一端设置有用于插入所述定位滑槽105的定位滑轨。

进一步，室内送风装置8设置有多个，其中一些室内送风装置8水平设置，以用于水平出风，另一些室内送风装置8竖直设置，以用于向上出风。

本双向流新风系统具有室外进风管2、双向分配主机4、新风分配箱1、室内送风装置8、弯头72、回风管6、室外排风管3、扁管71等，双向分配主机4为整个管道系统的送风和排风提供动力，新风分配箱1是送风系统的核心配件，主要作用是把新风系统中的气体动能转化为静压能，保证整个系统有足够静压，以分配各扁管71出口的风量，并且连接了双向分配主机4和其它扁管71，扁管71主要安装在地板内。双向流新风系统的回风是从地板或墙底部送风口所送冷风在地板表面上扩散开来，形成有组织的气流组织，将污浊的空气带到室内上方，由设在顶部的排风口排出，顶送风系统安装在房屋顶部。双向分配主机4和排风主机均位于双向分配主机4内。

本新风分配箱1的进风圆弯管103与双向分配主机4之间通过分配箱进风管5连接，分配箱箱体101的侧边设置扁管71出口，与扁管71连接，这样可以实现把双向分配主机4的风送至房屋中的各个角落。

本新风分配箱1主要分为三段，即进风圆弯管103(90°进风弯管段)、渐缩缓冲段102(收缩段)和分配箱箱体101(水平段)，其内部流道呈流体光滑性，能够较好地消除气流直接对分配箱箱体101的冲击，消除分配箱箱体101内的速度空洞区，减小局部损失，保证通风系统中风量不受影响，消除过梁装置流道中的涡流，降低噪声。90°进风弯管段采用内外同心弧型设计。所述收缩段分为四块曲面设计，每个曲面由四条非均匀有理B样条曲线控制。在进行曲面造型时，要随时注意检查曲面是否光滑、曲率变化等情况，以便及时做出修改。最后，光滑连接各部分曲面。所述水平段主要由收缩段出口圆角矩形拉伸一定距离得到。在分配箱渐缩缓冲段102设计承插扁接管104和定位滑槽105，以保证过梁器与长方形箱体稳固连接。

本发明本新风分配箱1的渐缩缓冲段102的进口直径D₁＝160mm，壁厚2mm，弯管段的曲率半径R＝D＝160mm，转角为90°，圆角矩形的长度L₁＝379mm，高度δ₁＝35mm，收缩段长度L₂＝200mm，流线型过梁器水平段的长度L₃＝20mm，滑槽宽度δ₂＝2mm。

渐缩缓冲段102进口圆形截面面积大于出口圆角矩形面积，收缩段的长度L₂由基准面A和基准面B进行定位，本实例L₂＝200mm，收缩段划分为四块曲面进行设计，每个曲面由四条非均匀有理B样条曲线控制。在三维软件中进行曲面造型时，要随时检查所建曲面的状况，注意检查曲面是否光滑、曲率变化等情况，以便及时做出修改。最后，光滑连接各曲面片。

非均匀有理B样条曲线有4条，其分别为第一B样条曲线311、第二B样条曲线312、第三B样条曲线313和第四B样条曲线314。B样条曲线受基准点和水平线的约束和控制，基准点P₁、P₂、P₃和P₄分别位于进口圆的四等分处，基准点P₅、P₆、P₇和P₈分别位于出口圆角矩形的顶点位置，则有：

第一B样条曲线311的起点为基准点P₄，终点为基准点P₈，其约束条件是曲线311与水平线S₃在起点处相切，曲线311与第一水平线S₁在终点处相切。

第二B样条曲线312起点为基准点P₁，终点为基准点P₅，其约束条件是曲线312与水平线S₅在起点处相切，曲线312与第二水平线S₇在终点处相切。

第三B样条曲线313起点为基准点P₃，终点为基准点P₇，其约束条件是曲线313与水平线S₄在起点处相切，曲线313与第三水平线S₂在终点处相切。

第四B样条曲线314起点为基准点P₂，终点为基准点P₆，其约束条件是曲线314与水平线S₆在起点处相切，曲线314与第四水平线S₈在终点处相切。

具体地，分配箱箱体101整体呈长方体形状。箱体的长度L₅＝288mm，宽度L₄＝430mm，分配箱的高度δ₃＝31mm，壁厚根据压力等级取4mm，具体参阅《暖通通风及空气调节设计规范》GBJ119-87。进一步地，在箱体的一侧设置与渐缩缓冲段102连接的承插扁接管104，在各扁管71出口设计承插扁接管104，以保证分配箱与扁平套筒承插连接。承插扁接管104上面开定位滑槽105，定位滑槽105的宽度大于扁平管道中间的滑轨宽度，滑槽宽度δ₅＝5mm，接口的高度δ₄＝27mm。

所述室内送风装置8包括风口箱、百叶、滤网和地风盖等，风口箱的的外侧壁设计有可与管道连接的承插扁接管，能够保证二者之间稳固连接，风口箱最里面设计有百叶，起到调节风量的作用。百叶上方设置有过滤网，起到过滤新风的作用，同时能够防止蚊虫或其他杂物落入室内送风装置8，风口箱最外面设置地风盖，以防止其它异物进入风口箱。本实例中，风口箱的内侧壁设计有支撑挡风板和滤网的侧孔，百叶和滤网两端设置凸点，实现其可拆卸连接，以方便室内送风装置8的清洗。所述百叶可控制地送风口的风量，为实现百叶的可操作性，在室内送风装置8的一侧设置有调节百叶开度的旋钮，旋钮逆时针转百叶闭合，对应室内送风装置8风量增加，反之则减小。

弯头72可以分别与两个扁管连接，从而实现管道通路弯曲，进而可以把新风送至用户要求的各个角落。本实例中的弯头72有45°和90°的两种型号，即弯头72的轴线夹角分别为45°和90°，也可以设计为其它角度弯头和多通弯头。弯头72末端设计承插扁接管，承插扁接管上设置定位滑槽105，以方便扁管连接到弯头上。连接扁管的弯头72的外形呈扁形，占用空间小，高度为30～50mm。

90°爬墙弯头作用是将一部分新风送到房间墙底部40mm左右高度的位置，对于层高较高的房间，能够保证冷风在地板表面上快速扩散开来，形成有组织的气流组织，在室内工作区提供良好的空气品质。回风管6的回风口设置在房屋顶部，与排风管道连接，回风管6的风盖为单层百叶风口，其主要作用在于把污浊的空气吸回去。所述回风管6内部设置有可以清洗的过滤网，其可以起到过滤污浊空气中的灰尘、蚊虫等杂物，在过滤网四周设计有与回风管6侧孔配合的凸点，以方便滤网的安装和拆卸。

室外进风管2和室外排风管3主要用于室外吊顶进风和排风。在进风口的外部设置有管罩，在安装时管罩的方向朝下，防止雨水进入管道内，在风口内侧设置有过滤网。为防止气流短路，回风口要尽量的远，距离一般在1米以上。

扁管71的截面横截面形状为圆角矩形，其长度L₆可根据不同的安装环境进行裁剪，在扁管71横截面的中间位置设置有用于插入所述定位滑槽105的定位滑轨，扁管71的高度一般取30～50mm。扁管71主要用于地送风系统，安装在地板内。

与常规的新风分配箱1对比，本新风分配箱1箱体101在箱体的一侧加一渐缩缓冲段102，消除了原有分配箱进口气流对箱体底部的直接冲击，减小局部阻力损失，降低系统噪声。

与常规新风分配箱对比，采用渐缩缓冲段102设计的新风分配箱1，气流平滑进入箱体，气体对箱体底部的冲击现象减弱，分配箱箱体101内的漩涡和速度空洞区消失，说明本新风分配箱1的局部阻力和气流噪声相对降低。在相等速度入口条件下，本新风分配箱1出口各支管的压力分布更均匀，流速更加接近。

数值计算在相同进口速度6m/s条件下两种新风分配箱1的进出口全压，用进出口全压差之和作为衡量过梁装置局部阻力的大小，计算结果如下表1，数值结果表面：新风分配箱1局部阻力大幅度减小，与常规新风分配箱相比，本新风分配箱1的全压差之后下降约49％，局部阻力明显减小。本发明中的新风分配箱1放大或缩小后可适用于不同新风系统中。

表1

	常规新风分配箱	本新风分配箱
			进出口全压差之和	744.89	362.48

本发明中的双向流新风系统为一套独立的空气处理系统，可适用于不同民用建筑的通风换气。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新风分配箱，其特征在于，包括依次连接在一起的分配箱箱体、渐缩缓冲段和进风圆弯管，其中，

所述分配箱箱体水平设置，并且其一侧敞口，以作为进风侧与所述渐缩缓冲段的出风口连接，该分配箱箱体的其它侧面设置有承插扁接管；

所述渐缩缓冲段的出风口与所述分配箱箱体的进风侧连接在一起，两者均为圆角矩形形状并且两者重合；

所述渐缩缓冲段的进风口与所述进风圆弯管的出风口连接在一起，两者均为圆形并且两者重合；

所述渐缩缓冲段的进风口的面积大于其出风口的面积；所述渐缩缓冲段的进风口到其出风口之间的曲面为四段并且它们由四条非均匀有理B样条曲线控制，每条非均匀有理B样条曲线的每端分别与一水平线相切。

2.一种双向流新风系统，包括权利要求1所述的新风分配箱，其特征在于，还包括室外进风管、室外排风管、双向分配主机、分配箱进风管、回风管、中间连接管道和室内送风装置，其中，

所述室外进风管和室外排风管分别连接在所述双向分配主机的同一侧；

所述分配箱进风管和回风管分别连接在所述双向分配主机的同一侧，并且所述双向分配主机将所述室外进风管的风引入所述分配箱进风管，将所述回风管的风引入室外排风管；

所述分配箱进风管与所述新风分配箱的进风圆弯管连接；

所述新风分配箱上的承插扁接管通过中间连接管道连接室内送风装置。

3.根据权利要求2所述的一种双向流新风系统，其特征在于，所述中间连接管道包括扁管和用于连接扁管的弯头。

4.根据权利要求3所述的一种双向流新风系统，其特征在于，所述承插扁接管上设置有定位滑槽，与其连接的扁管靠近承插扁接管的一端设置有用于插入所述定位滑槽的定位滑轨。

5.根据权利要求2所述的一种双向流新风系统，其特征在于，室内送风装置设置有多个，其中一些室内送风装置水平设置，以用于水平出风，另一些室内送风装置竖直设置，以用于向上出风。