CN109140732A

CN109140732A - 一种节能型均流靶向送风口

Info

Publication number: CN109140732A
Application number: CN201810766990.8A
Authority: CN
Inventors: 高然; 张欣; 吕文超; 杨长青; 张静; 李安桂
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2038-07-13
Also published as: CN109140732B

Abstract

本发明公开了一种节能均流靶向型送风口，包括上边、下边和两个侧边，上边、侧边和下边依次连接形成镜像对称的封闭体，该封闭体为近梯形结构；上边包括第一弧形边和连接在第一弧形边两端的直线边，侧边包括第二弧形边和连接在第二弧形边两端的第一过渡边和第二过渡边，送风口上设有多个挡板，挡板为椭圆形，多个挡板连接形成三角形框架结构，挡板沿三角形框架的顶端至底边呈阵列分布。本发明的送风口针对目标区域靶向送风，减小了扩散到目标区域以外的风量，降低能耗，并且能保证送风气流到达指定区域时形成梯形；送风口挡板使送风气流在指定区域速度分布均匀性提高，人员舒适性得到改善，同时挡板减小了出风面积，当送风速度不变时送风风量随之减小，从而节约能源。

Description

一种节能型均流靶向送风口

技术领域

本发明属于通风空调技术领域，涉及一种通风空调的送风口，特别涉及一种可形成梯形送风断面的节能型均流靶向送风口。

背景技术

送风口是通风和空调系统的重要的组成部分。送风口的正确设计和选择一能满足人们的通风需求，二能提高人员的舒适度及空气的输送效率。常用的风口形式有单层活动百叶风口、双层活动百叶风口、孔板栅格风口、散流器、收缩喷口等。

送风气流从送风口中流出时一般形成紊流射流。射流从出风口以一定的速度流入空间介质内并发生扩散，如图1所示。由于射流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量、动量交换，带动周围介质流动，使射流边界层沿射程不断向外扩张，同时向射流中心扩展，使得射流核心区域不断缩减。因此，射流的质量流量、横断面积沿射程不断增加，形成向周围扩散的锥体状流动场，射流断面为圆形。

在通风空调系统的设计中，设计人员按照相关规范、标准的要求把指定的送风风量送到某空间中，通常并不关心送风断面的形状以及送风的均匀性。这种无序的送风常常给人们造成困扰，如在夏季办公室中，由于送风口的选择及建筑空间内障碍物的遮挡，坐在送风口附近的工作人员被冷风吹得瑟瑟发抖，然而坐在办公室角落、冷空气覆盖不到的区域的工作人员却仍然感到闷热难耐。因此，有必要选择合理的送风口，形成所需的送风断面形状，有效覆盖通风区域内的活动人员，并尽量保证送风的均匀性。

现阶段的节能均流风口设计较为复杂。如专利“一种转角可调的出风口” (申请号：201710277785.0)，该专利通过马达和齿轮让使用者调节出风口转角，改变送风角度从而满足自己的舒适要求。又如专利“一种阻力非均匀分布式排风口”(申请号：201210037577.0)通过调节栓和连接杆之间的铰链接，调整横向导流叶片和纵向导流叶片进行自由转动，以改善气流组织。再如专利“一种节能降噪多功能动力增强型装饰风口及其使用方法”(申请号：201610352094.8)，该风口包括旋转伸缩节、整流段、导流板、单层百叶、内置风机及出风温度或流速探头，整流段的一端与旋转伸缩节连接，另一端的四周均匀安装外部导流板，整流段具有外凹的弧形迎风面，外部导流板与整流段之间的角度能够调节，单层百叶设置整流段内，旋转伸缩节能够带动整流段改变吹风角度。

上述专利通过不同方式改善气流组织，但均未对目标区域的送风断面形状加以改善，不能很好地适应建筑被调节区域的不同形状，也不能改善目标区域的送风均匀度。有鉴于此，本发明提出了一种可形成梯形送风断面的节能型均流靶向送风口。

发明内容

针对现有的送风口的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种节能型均流靶向送风口，能有效形成梯形送风断面，解决现有送风口气流扩散严重且速度分布不均，不能很好地适应建筑被调节区域的不同形状的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种节能型均流靶向送风口，该送风口包括上边、下边和两个侧边，所述的上边、侧边和下边依次连接形成镜像对称的封闭体，该封闭体为近梯形结构；

所述的上边包括第一弧形边和连接在第一弧形边两端的直线边，所述的第一弧形边凹向送风口内部，所述的下边为直线边，所述的下边与上边中的直线边相互平行，所述的上边的直线长度小于下边的直线长度；

所述的侧边包括第二弧形边和连接在第二弧形边两端的第一过渡边和第二过渡边，所述的第一过渡边与第一直线边连接，所述的第二过渡边与下边连接；所述的第二弧形边凹向送风口内部，所述的第一过渡边和第二过渡边为倾斜的直线边；两个侧边镜像对称；

所述的送风口上设有多个挡板，所述的挡板为椭圆形，多个挡板连接形成三角形框架结构，该三角形框架结构的顶端靠近送风口的上边，三角形结构的底部靠近送风口的下边。

进一步的，所述的送风口的下边与上边中的直线边的距离H为 0.8H₀～H₀，上边的直线长度L₁为1.2W₁～1.4W₁，下边的直线长度L₂为1.2 W₂～1.4W₂，其中，H₀为所需的送风区域的上边与下边的最大距离，W₁为所需的送风区域两侧边距离的最小值，W₂为所需的送风区域两侧边距离的最大值。

进一步的，以下边的中点为原点O，以下边为x轴，以下边的中垂线为 z轴，建立平面直角坐标系xOz，

其中上边中的第一弧形边的形状满足关系式：

x²+z²-(1.6L₁ ²/H+1.9H)×z+1.44L₁ ²+0.9H²＝0；-0.4L₁≤x≤0.4L₁,0.9H≤z≤H；

其中侧边中的第二弧形边的形状满足关系式：

0.44L₁+0.06L₂≤x≤0.14L₁+0.36L₂,0.14H≤z≤0.86H；

式中：

所述的第二过渡边与下边的夹角小于第一过渡边与下边的夹角。

进一步的，侧边中的第一过渡边(3-2)满足关系式：

侧边中的第二过渡边(3-3)满足关系式：

进一步的，所述的椭圆形挡板的长轴为0.3L₁，挡板的短轴为0.1H，其中，L₁为上边的直线长度，H为送风口的下边与上边中的直线边的距离；所述的挡板沿三角形框架的顶端至底边呈阵列分布。

进一步的，所述的挡板为9个，以下边的中点为原点O，以下边为x轴，以下边的中垂线为z轴，建立平面直角坐标系xOz，挡板的形心的坐标参考值依次为(0,0.425H)、(0,0.675H)、(0.5L₁,0.425H)、(0.29L₁+0.21L₂,0.175H)、 (0.5L₁,0.175H)、(0,0.175H)、(-0.5L₁,0.175H)、(-0.29L₁-0.21L₂,0.175H)、 (-0.5L₁,0.425H)。

进一步的，所述的送风口设于房间墙壁上或送风管末端作为侧送送风口使用时，送风口的安装高度与指定送风区域的中心高度持平，送风方向为水平方向。

进一步的，所述的送风口设于房间顶部，且送风口单排设置时，所述的送风口位于房间顶部的中轴线上。

进一步的，所述的送风口设于房间顶部，且送风口多排布置时，所述的多排送风口均匀分布，相邻排之间送风口的间距等于预先设计的送风范围。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的送风口的送风区域小于传统风口的送风区域，能保证送风气流送到指定的区域并有效形成梯形。针对目标区域靶向送风，减小了扩散到目标区域以外的风量，降低能耗。

(2)本发明的送风口的椭圆形挡板减小了出风面积，当送风速度不变时送风风量随之减小。此外，椭圆形挡板的合理布置使送风气流在指定断面风速分布更为均匀，人体舒适度提高。

附图说明

图1为射流流动的示意图。

图2为本发明的送风口的结构示意图。

图3为本发明的送风口坐标系图(a)和所需送风区域的形状(b)。

图4为安装在房间侧壁、遵从不同关系式的送风口及其在房间同一进深处的送风效果对比图；其中，图(a1)、(a2)、(a3)、(a4)分别不同形状的送风口；图(b1)、(b2)、(b3)、(b4-m)、(b4-n)、(b4-p)分别为图(a1)、 (a2)、(a3)、(a4)所示的送风口在房间同一进深处断面的送风效果图。

图5为挡板布置不同时的送风口及其在房间同一进深处的送风效果对比图：其中，图(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)分别为改变挡板形式、大小和位置的送风口；图(b1)、(b2)、(b3)、(b4)、(b5)分别为图(a1)、 (a2)、(a3)、(a4)、(a5)的送风口在房间同一进深处断面的送风效果图。

图6为本发明送风口的挡板结构示意图。

图7为本发明风口与普通梯形风口的实施效果对比图，其中：(a1)～ (a3)分别为距离普通梯形送风口0.3m、0.4m、0.5m处断面的速度分布图； (b1)～(b3)分别为距离本发明送风口0.3m、0.4m、0.5m处断面的速度分布图。

图8为本发明送风口与普通梯形送风口的送风均匀性对比图。

图9为本发明应用场合及效果示意图。(a)为本发明风口应用于高大空间的示意图；(b)为本发明风口应用于梯形空间的示意图；(c)为本发明风口用于个性化送风的侧视图；(d)为本发明风口用于的个性化送风效果示意图。

附图中各标号的含义：1-上边，2-下边，3-侧边，4-挡板，5-连接杆；

(1-1)-第一弧形边，(1-2)-直线边；

(3-1)-第二弧形边，(3-2)-第一过渡边，(3-3)-第二过渡边。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”是指以相应附图的图面为基准定义的。

本发明的节能型均流靶向送风口，如图2所示，包括上边1、下边2和两个侧边3，上边1、侧边3和下边2依次连接形成镜像对称的封闭体，该封闭体为近梯形结构；上边1包括第一弧形边1-1和连接在第一弧形边1-1 两端的直线边1-2，第一弧形边1-1凹向送风口内部，下边2为直线边，下边2与上边中的直线边1-2相互平行，上边1的直线长度小于下边2的直线长度；侧边3包括第二弧形边3-1和连接在第二弧形边3-1两端的第一过渡边3-2和第二过渡边3-3，第一过渡边3-2与第一直线边1-2连接，第二过渡边与下边2连接；第二弧形边3-1凹向送风口内部，第一过渡边3-2和第二过渡边3-3为倾斜的直线边；两个侧边3镜像对称；

本发明还在送风口上设有多个挡板4，挡板4为椭圆形，多个挡板4连接形成三角形框架结构，该三角形框架结构的顶端靠近送风口的上边1，三角形结构的底部靠近送风口的下边2，挡板4沿三角形框架的顶端至底边呈阵列分布。

本发明的关键是确定风口四边的关系式以及椭圆形挡板的大小、数量及位置。首先，从动量定理出发，经过计算等得到圆形射流的轴线速度u_m计算公式为

射流直径D计算公式为

式中，d₀为送风口直径或当量直径(m)，当量直径A为送风口横截面积(m²)，P为送风口横截面的周长(m)；s为射流主体段任意截面到送风口的距离(m)；α为送风口的湍流系数，是表示射流流动结构的特征系数，决定射流边界层的外边界线；u₀为风口出风速度(m/s)。

其次，根据送风射流发展扩散规律确定风口四边的关系式。对多种圆弧和直线段组合成斜边和顶边的近梯形风口进行模拟计算，观察气流从送风口送出后的流型及扩散形状，寻找气流扩散规律。设送风口高为H，顶边直线长度为L₁，底边直线长度为L₂。以送风口底边中点为原点O，以其水平边方向为x轴方向，以其垂线方向为z轴方向，建立平面直角坐标系XOZ，如图3所示。

以下5种工况为例说明，图4(a1)～(a4)依次为遵循不同曲线方程的送风口在同一房间同一断面的送风效果对比图。房间的尺寸为10m×10m ×5m(长×宽×高)，送风口安装于房间一侧的墙壁上，送风速度为0.5m/s。改变送风口形状，观察其送风气流断面形状是否为梯形。由于人能感知到的风速为0.2m/s以上，故速度等值线图给出了房间同一进深处风速0.2～0.5m/s 的送风断面。

图4(a1)所示的送风口的各边分别满足下列关系式：

曲线顶边：

x²+z²-(1.67L₁ ²/H+1.85H)×z+1.42L₁ ²+0.85H²＝0(-0.5L₁≤x≤0.5L₁,0.85H≤z≤H) (3)

右侧曲线斜边：

式中：

直线底边：z＝0；-0.5L₂≤x≤0.5L₂ (5)

该送风口关于z轴对称，故该送风口左侧斜边方程不再赘述，下同。

图4(a2)所示的送风口的各边分别满足下列关系式：

曲线顶边：

x²+z²-(1.6L₁ ²/H+1.9H)×z+1.44L₁ ²+0.9H²＝0(-0.4L₁≤x≤0.4L₁,0.9H≤z≤H)(6)

直线顶边：z＝H；-0.5L₁≤x≤0.4L₁,0.4L₁≤x≤0.5L₁ (7) 右侧曲线斜边：

式中：

右侧直线斜边：

直线底边：z＝0；-0.5L₂≤x≤0.5L₂(10) 图4(a3)所示的送风口的各边分别满足下列关系式：

顶边左侧曲线：

x²+z²+0.8L₁x+(0.2L₁ ²/H-2.05H)×z-0.05L₁ ²+1.05H²＝0(-0.5L₁≤x≤-0.3L₁,H≤z≤1.05H) (11)

顶边中侧曲线：

x²+z²-(0.9L₁ ²/H-1.9H)×z+081L₁ ²+0.9H²＝0(-0.3L₁≤x≤0.3L₁,0.9H≤z≤H)(12)

顶边右侧曲线：

x²+z²-0.8L₁x+(0.2L₁ ²/H-2.05H)×z-0.05L₁ ²+1.05H²＝0(0.3L₁≤x≤0.5L₁,H≤z≤1.05H)x (13)

斜边右上侧曲线：

式中：

斜边右中侧曲线：

式中：

斜边右下侧曲线：

式中：

直线底边：

z＝0(-0.5L₂≤x≤0.5L₂) (17)

图4(a4)中m曲线所示的送风口的各边分别满足下列关系式：

曲线顶边：

x²+z²-(1.6L₁ ²/H+1.9H)×z+1.44L₁ ²+0.9H²＝0(-0.4L₁≤x≤0.4L₁,0.9H≤z≤H)(18)

直线顶边：

z＝H(-0.5L₁≤x≤0.4L₁,0.4L₁≤x≤0.5L₁,) (19)

斜边右上侧直线：

斜边右中侧曲线：

式中：

斜边右下侧直线：

直线底边：z＝0；-0.5L₂≤x≤0.5L₂ (23)

图4(a4)中n曲线所示的送风口的各边分别满足下列关系式：

斜边右中侧曲线：

式中：

左侧斜边与右侧斜边对称，其余同图4(a4)中m曲线所示的送风口；

图4(a4)中p曲线所示的送风口的各边分别满足下列关系式：

斜边右中侧直线：

式中：

送风口顶边和斜边由直边改为内凹弧边有利于送风气流从半圆弧形向梯形断面转变。同时，不同曲率的内凹弧边送风口对送风气流形状有不同程度的影响；弧形边曲率过小对送风气流流型改善效果不明显，弧形边曲率过大亦可能使送风气流形成内凹弧形送风断面，故而需根据所需调节区域的射程确定合理内凹弧边。

纵观图4(b1)～(b4-p)发现，图4(b1)通过利用内凹曲线改善风口的边线，送风区域显现出一定程度的梯形轮廓，但是由于送风区域底边收缩，上部边界线水平段较短，送风区域气流断面形状也趋于半圆形，故而仍存在较大的改善空间。图4(b2)保留了送风口四角区域原有边际线，只对送风口各边线中部进行内凹曲线的优化，送风区域的底边长度及送风气流断面的形状均有所改善。图4(b3)进一步尝试外扩了风口边角区域的面积，送风区域地板底边长度没有得到明显改善，反而上部边界线水平段长度减小，送风气流断面的形状较差。综合分析上述模拟结果的优缺点，图4(b4-m)、 (b4-n)、(b4-p)送风口上部边角区域保留了原有的边际线，而送风口下部边角区域利用了三角形延展了风口地边长度，其送风气流断面形状相对于上述其它几种方案效果较好。此外图4(b4-m)、(b4-n)、(b4-p)对风口斜边中部不同程度内凹曲线的送风效果进行了分析。其中，图4(b4-m) 侧边气流边界线有外凸趋势，而图4(b4-n)、图4(b4-p)气流送风断面形状较好，但是由于图4(b4-p)斜边内凹曲线的凹度较大，送风气流断面面积略小，故而确定图4(b4-n)送风效果最佳，其对应的送风口为最佳送风口形状。

送风口尺寸与用户所需送风断面尺寸、送风断面距风口的距离有关。根据式(2)优化后定义为：

d₀＝D'/ε-6.8αs (26)

其中，d₀为送风口当量直径；D'为某一速度范围内的送风气流断面当量直径；ε为某一速度范围的送风气流断面当量直径D'与整个送风气流断面的当量直径D的比值；α为送风口的湍流系数，与射流出口断面上速度分布的均匀性有关；s为送风气流断面到送风口的距离。通常情况下，办公建筑空调通风系统下送风口尺寸可以简化为与用户所需送风区域断面尺寸的关系。

若所需的梯形送风区域的两侧对应的端点之间距离的最小值为W₁，两侧边对的应端点之间距离的最大值W₂，上边与下边的最大距离为H₀，则送风口的的上边的直线长度L₁为1.2W₁～1.4W₁，送风口下边的直线长度L₂为 1.2W₂～1.4W₂，送风口上边与下边的最大距离为H＝(0.8～1)H₀，对于送风气流射程要求过长(大于5D)的其他建筑等等，则应根据式(26)调节送风口尺寸与送风气流断面之间的关系。

此外，本发明为了提高送风均匀性，根据送风断面速度大小的分布情况，对不同大小、数量、位置的圆形挡板和椭圆形挡板进行了模拟计算，观察其改善后的送风效果。挡板的主要改善方式如图5所示，送风口挡板的布置方式如图5(a1)～(a5)所示。图5(b1)～(b5)分别为(a1)～(a5)所对应的送风口在距风口同一断面处的送风效果图。

图5(a1)所示的椭圆形挡板，长轴为a＝0.3L₁，短轴为b＝0.1H。挡板分布呈梯形，其中心坐标位置分别为：(0,0.425H)、(0,0.675H)、

(0.5L₁,0.675H)、(0.29L₁+0.21L₂,0.175H)、(0.5L₁,0.175H)、(0,0.175H)、 (-0.5L₁,0.175H)、(-0.29L₁-0.21L₂,0.175H)、(-0.5L₁,0.675H)。图5(a2) 所示的挡板分为圆形挡板和椭圆形挡板。其中，圆形挡板有3个，直径为 0.1L₁，圆心位置分别为(0,0.425H)、(0.5L₁,0.675H)、(-0.5L₁,0.675H)；椭圆形挡板有6个，长轴为a＝0.3L₁，短轴为b＝0.1H。其中心坐标位置分别为：(0,0.675H)、(0.5L₁,0.425H)、(0.29L₁+0.21L₂,0.175H)、、(0,0.175H)、 (-0.29L₁-0.21L₂，0.175H)、(-0.5L₁,0.425H)。图5(a3)所示的椭圆形挡板，长轴为a＝0.15L₁，短轴为b＝0.05H。挡板分布呈三角形，其中心坐标位置分别为：(0,0.425H)、(0,0.675H)、(0.5L₁,0.425H)、(0.29L₁+0.21L₂， 0.175H)、(0.5L₁,0.175H)、(0,0.175H)、(-0.5L₁,0.175H)、(-0.29 L₁-0.21L₂,0.175H)、(-0.5L₁,0.425H)。图5(a4)所示的椭圆形挡板，长轴为a＝0.3L₁，短轴为b＝0.1H。挡板分布呈三角形，其中心坐标位置与图(a3) 相同。图5(a5)所示的椭圆形挡板，长轴为a＝0.35L₁，短轴为b＝0.15H。挡板分布呈三角形，其中心坐标位置与图(a3)相同。

图5(a1)-(a2)为梯形布置的椭圆形挡板。其中，图5(b1)中间两小片区域速度略高；根据图5(b1)的速度分布情况对挡板分布进行了改善，在原速度略高的两小片区域对应的送风口位置加设了挡板，同时利用3个较小的圆形挡板代替了椭圆形挡板，如图5(b2)所示，送风气流断面速度分布得到了改善。考虑到送风口加工便捷性及造价问题，对去掉3个圆形挡板后的布置方式进行了计算，并在中心位置加设等尺寸的椭圆形挡板。如图5(b3)～(b5)，三者的区别只是椭圆形挡板的尺寸不同，可以看出，(b5) 的速度分布效果较差，(b3)、(b4)的气流断面速度形状保持性较好，但图(b4)的速度均匀性更好。故而确定图5(a4)的挡板形式为最佳挡板结构形式。

其中，挡板形成的三角形框架中三个边的参考方程依次为：

z＝0.175H(-L₁≤x≤L₁) (27)

送风口中轴线的参考方程为：

x＝0(0≤z≤0.9H) (30)

满足上述情况下的挡板，既能保证送风气流有效覆盖指定区域，又能令气流分布更加均匀。

若本发明的送风口设于房间墙壁上或送风管末端作为侧送送风口使用时，送风口的安装高度与指定送风区域的中心高度持平，送风方向为水平方向。若送风口设于房间顶部作为顶送送风口使用时，且送风口单排设置时，送风口位于房间顶部的中轴线上。若送风口设于房间顶部，且送风口多排布置时，多排送风口均匀分布，相邻排之间送风口的间距等于预先设计的送风范围。本发明的送风口推荐设于墙体表面用于侧送风，风口的送风方向为水平方向，且在送风区域尽量减少障碍物对送风气流的阻碍。若条件允许，可在送风口下方设置导流板，引导气流沿送风方向运动，送风效果尤佳。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例中，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1

如图2、图3所示，本实施例给出一种节能型均流靶向送风口，送风口为轴对称图形，该送风口包括上边1、下边2和两个侧边3，上边1、侧边3 和下边2依次连接形成镜像对称的封闭体，该封闭体为近梯形结构；上边1 包括第一弧形边1-1和连接在第一弧形边1-1两端的直线边1-2，第一弧形边1-1凹向送风口内部，下边2为直线边，下边2与上边中的直线边1-2相互平行，上边1的直线长度小于下边2的直线长度；侧边3包括第二弧形边 3-1和连接在第二弧形边3-1两端的第一过渡边3-2和第二过渡边3-3，第一过渡边3-2与第一直线边1-2连接，第二过渡边与下边2连接；第二弧形边 3-1凹向送风口内部，第一过渡边3-2和第二过渡边3-3为倾斜的直线边，两个侧边3镜像对称；

送风口形状为图4(b4-n)中的送风口，其各边满足的公式(18)、(19)、 (20)、(22)、(23)、(24)；

送风口上设有挡板4，挡板通过连接杆5固定；挡板4为椭圆形，共有 9个，挡板4连接形成三角形框架结构，该三角形框架结构的顶端靠近送风口的上边1，三角形结构的底部靠近送风口的下边2，挡板4沿三角形框架的顶端至底边呈阵列分布。以图3中的坐标为参考，挡板4的坐标参考值分别为(0，0.085)、(0,0.135)、(0.1,0.085)、(0.2,0.035)、(0.1,0.035)、 (0,0.035)、(-0.1,0.035)、(-0.2,0.035)、(-0.1,0.085)，椭圆形挡板的长轴a＝0.06m，短轴b＝0.02m，如图6所示。

上述风口可在距风口0.3～0.5m的区间内有效形成高约0.26m、宽约0.5m 的梯形送风断面。

相关研究表明，人体各部位对于吹风感的敏感性是不同的。考虑到个性化送风口小型化的需求，发明所提的送风口主要对人体的头、颈及肩部进行送风，并考虑到了办公室人群坐姿时肩、颈、头的活动性。

此外，有关人体热舒适的研究发现，工作区内人体可接受的送风速度范围为0.1～0.55m/s。而我国现行的《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50736-2012)第3.0.3条规定：人员活动区的风速，供冷工况时，宜采用0.2m/s～0.5m/s。综上，本实施例中的送风速度取0.5m/s。

当本发明的送风口设于工位前侧、个性化送风管末端作为侧送风口时，如图9(c)所示，最佳的送风口安装高度为指定送风区域的中心位置，以保证气流充分发展。本实施例中，风口底边距桌面高为0.1m。送风口距人员0.4m，参考工作区人员的活动需求，目标送风区间为距送风口0.3m～0.5m。

为与普通梯形送风口的送风效果进行比较，本发明还对普通梯形送风口进行了相同的试验，参数与实施例1相同，仅是将送风口替换为普通梯形送风口，其为顶边长0.2m，底边长0.6m、高为0.2m梯形送风口。

相关研究结果表明，人体能感知到的风速为0.2m/s以上，因而在此只展示风速0.2～0.5m/s的送风断面的流线图。图7为实施例1的送风口与普通梯形送风口的送风实施效果对比图。由图7(a1)～(a3)、图7(b1)～(b3) 可知，两种送风口的送风速度均沿着房间的进深增加而不断衰减，均能将一定风量的0.2～0.5m/s的气流送到指定区间。但通过对比图7中的(a1)和(b1)、 (a2)和(b2)、(a3)和(b3)可以看出，普通梯形风口并不能形成梯形送风断面，其送风断面形状近似半圆形，而本实施例1提出的送风口在人员活动区域均能形成较为良好的梯形送风断面，且气流分布较为均匀。图7(a1) ～图7(a3)最大风速依次为0.516m/s、0.511m/s、0.506m/s；图7(b1)～图7(b3)最大风速依次为0.449m/s、0.445m/s、0.441m/s，也即改进后的风口最大风速相较于改进前的风口依次下降了13.0％、13.0％、12.8％。由于添加了送风挡板4，送风口的有效送风断面面积由原先的0.08m²减小为0.06m²，送风量也由0.04m³/s减小为0.03m³/s，减小了25％。

本发明通过速度均匀性指标来描述指定表面上速度的变化情况，最大值为1。计算式如下：

其中为i为该面上的测点数，为整个表面的速度平均值：

其中，n为该表面所划分成的单元面个数，A_i表示第i个单元面的面积， φ_i表示第i个单元面的速度值，为整个表面的速度平均值。

经计算可得，图7(a1)～图7(a3)的速度均匀性依次为0.892、0.891、 0.890，图7(b1)～图7(b3)的速度均匀性依次为0.987、0.989、0.993，本发明的送风口的均匀性相较于前者依次提高了10.6％、11.0％、11.5％。

本发明所提的送风口送风气流速度均处于0.2～0.5m/s的风速范围内，且当用于个性化送风时，更能有效形成覆盖人肩颈头的梯形送风断面，送风较为均匀，送风量较小。

综上，本发明提出的节能型均流靶向送风口不仅能有效形成覆盖人体肩颈头的梯形送风断面形状，满足人员对新风量的需求，能够将较小的送风量送到指定区间，减小气流扩散，降低能耗，且速度分布较为均匀，人员舒适性高。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种节能型均流靶向送风口，其特征在于，该送风口包括上边(1)、下边(2)和两个侧边(3)，所述的上边(1)、侧边(3)和下边(2)依次连接形成镜像对称的封闭体，该封闭体为近梯形结构；

所述的上边(1)包括第一弧形边(1-1)和连接在第一弧形边(1-1)两端的直线边(1-2)，所述的第一弧形边(1-1)凹向送风口内部，所述的下边(2)为直线边，所述的下边(2)与上边中的直线边(1-2)相互平行，所述的上边(1)的直线长度小于下边(2)的直线长度；

所述的侧边(3)包括第二弧形边(3-1)和连接在第二弧形边(3-1)两端的第一过渡边(3-2)和第二过渡边(3-3)，所述的第一过渡边(3-2)与第一直线边(1-2)连接，所述的第二过渡边与下边(2)连接；所述的第二弧形边(3-1)凹向送风口内部，所述的第一过渡边(3-2)和第二过渡边(3-3)为倾斜的直线边；两个侧边(3)镜像对称；

所述的送风口上设有多个挡板(4)，所述的挡板(4)为椭圆形，多个挡板(4)连接形成三角形框架结构，该三角形框架结构的顶端靠近送风口的上边(1)，三角形结构的底部靠近送风口的下边(2)。

2.如权利要求1所述的节能型均流靶向送风口，其特征在于，所述的送风口的下边(2)与上边中的直线边(1-2)的距离H为0.8H₀～H₀，上边(1)的直线长度L₁为1.2W₁～1.4W₁，下边(2)的直线长度L₂为1.2W₂～1.4W₂，其中，H₀为所需的送风区域的上边与下边的最大距离，W₁为所需的送风区域两侧边距离的最小值，W₂为所需的送风区域两侧边距离的最大值。

3.如权利要求1所述的节能型均流靶向送风口，其特征在于，以下边(2)的中点为原点O，以下边(2)为x轴，以下边(2)的中垂线为z轴，建立平面直角坐标系xOz，

其中上边中的第一弧形边(1-1)的形状满足关系式：

其中侧边中的第二弧形边(3-1)的形状满足关系式：

式中：

所述的第二过渡边(3-3)与下边(2)的夹角小于第一过渡边(3-2)与下边(2)的夹角。

4.如权利要求3所述的节能型均流靶向送风口，其特征在于，侧边中的第一过渡边(3-2)满足关系式：

侧边中的第二过渡边(3-3)满足关系式：

5.如权利要求1所述的节能型均流靶向送风口，其特征在于，所述的椭圆形挡板(4)的长轴为0.3L₁，挡板的短轴为0.1H，其中，L₁为上边(1)的直线长度，H为送风口的下边(2)与上边中的直线边(1-2)的距离；所述的挡板(4)沿三角形框架的顶端至底边呈阵列分布。

6.如权利要求5所述的节能型均流靶向送风口，其特征在于，所述的挡板(4)为9个，以下边(2)的中点为原点O，以下边(2)为x轴，以下边(2)的中垂线为z轴，建立平面直角坐标系xOz，挡板(4)的形心的坐标参考值依次为(0,0.425H)、(0,0.675H)、(0.5L₁,0.425H)、(0.29L₁+0.21L₂,0.175H)、(0.5L₁,0.175H)、(0,0.175H)、(-0.5L₁,0.175H)、(-0.29L₁-0.21L₂,0.175H)、(-0.5L₁,0.425H)。

7.如权利要求1所述的均流节能型矩形送风口，其特征在于：所述的送风口设于房间墙壁上或送风管末端作为侧送送风口使用时，送风口的安装高度与指定送风区域的中心高度持平，送风方向为水平方向。

8.如权利要求1所述的均流节能型矩形送风口，其特征在于：所述的送风口设于房间顶部，且送风口单排设置时，所述的送风口位于房间顶部的中轴线上。

9.如权利要求1所述的均流节能型矩形送风口，其特征在于：所述的送风口设于房间顶部，且送风口多排布置时，所述的多排送风口均匀分布，相邻排之间送风口的间距等于预先设计的送风范围。