下送风空调原理与设计

1、下送风空调系统下送风空调系统 下送风的背景及意义下送风的背景及意义v 提高室内空气品质和节能,以及进行大空间局部热环境的个人控制,也成为当前办公楼建筑空调发展的一个重要方面,也是对传统空调系统设计思想的新挑战。而同时解决节能和室内空气品质问题的有效方法之一便是采用工作区送风空调。v 近年来，工作区送风空调中的地板送风空调系统（underfloor air conditioning system，UFAC）在国内受到关注，并以其布置和调节方式灵活、节能和提高活动区空气品质等诸多优点， 下送风的背景及意义下送风的背景及意义 1、计算机、通信、智能化管理及新技术设备的引入和快 速升级或更新2、新公司

2、构建或组织架构的重组对办公和经营场地重新 装修或改造的频率明显加大3、人们对健康而舒适的办公、工作环境越来越渴求，而企业对这种渴求的满足程度直接影响员工对企业的凝聚力并进而影响企业竞争力；4、企业文化的融入的需求日渐为企业管理者所高度关注；5、对照明、空调及装修环境的个性化需求；6重新装修或修改装修的决策都可能是一件令管理者非常痛苦和艰难的事 下送风空调的原理 v地板送风的送风口一般与地面平齐设置,地面需架空,下部空间用作布置送风管或直接用作送风静压层,送风通过地板送风口进入室内,与室内空气发生热质交换后从房间上部的出风口排出,如图1 所示。就冷热源设备和空气处理设备来说,地板送风系统与传统的

3、上送风空调系统是相似的。v地板送风系统主要的不同在于:它是从地板下部空间送风;供冷时的送风温度较高(一般为1718 ) ;在同一大空间内可以形成不同的局部气候环境;室内气流分布为从地板至顶棚的下送上回气流模式。 v 基本原理类似于在北欧广泛使用的置换通风。从商业楼宇可持续发展的及人文关怀角度去探讨空调的未来走向来看，最值得推广的是地板送风空调系统，而且采用高架地板送风是当今的发展趋向。 常见的地板送风方式有三种 v1、送风静压层为正压,集中处理好的空气靠压差经地板送风口进入室内空间;v2、送风静压层的压力为零,由局部风机将空气从送风静压层送到室内空间; v3、直接采用管路将空气送到地板送风口。

4、地板送风系统通常安装大量的小送风口,许多送风口靠近建筑物的使用者。地板风口一般可以调节,使送风口附近使用者拥有一定的控制权。回风口一般置于顶棚或使用空间的最大允许高度处。这样形成从地板至顶棚的下送上回气流模式。 传统商业建筑空调存在的弊端 v 传统商业建筑中央空调系统基本上采用天花送风方式，空调末端装置和风管都安装在天花吊顶内部，占用空间大，安装复杂，水路或冷凝水滴漏对办公设备正常运行造成威胁；噪音大，能耗高，无法满足每天24小时全天供冷的要求，维护和清洁及计费管理难度大，无法适应办公设备更新换代和内部布局改造的需求等等；此外，新风量不足、气流组织不合理、室内空气质量和热舒适性差也是普遍存在的

5、问题，这些问题在过渡季节表现犹为明显。 地板送风的优点 v(1)具有较高的灵活性,施工安装便利 v采用架空的活动地板(双重地板),地板按模数铺设的一体化架空地板送风系统取消了大部分的风管，减少了制作安装工序，同时与其它管线无空间上的矛盾, 可以迅速、便利地安装，便于推广工业化施工，据日本经验,仅劳动力就可节约32。地板下部空间可方便电力线路、通讯线路、水管等的重新安装, 这可大大地降低重新装修的费用。v架空地板送风系统还增加了办公楼内通讯、数据传输以及电力线路输送的灵活性。它可以快速地接线和更换电缆，提高了在不中断动力、声讯、数据服务，以及空调送风系统的情况下办公室的改建能力。如果使用人员的位

6、置和冷热负荷发生变化，那么通过很简单地移动架空地板的盖板，可以很容易地增加、减少或重新安装送风末端装置，楼宇的管理人员很快就能为其提供位置和工作站的改变。即使工作位置的变化率非常低，但是在通讯和网络领域不断更新的技术可能也需要偶尔地更新电缆和导线系统，对于架空地板来说这种更新是轻而易举的。(2)环境舒适性和空气品质的改善v环境舒适性和空气品质的改善,主要表现在:1、室内发生的热量、尘粒(如香烟尘) 可通过热对流作用自然向上有效地排出房间；2、向工作区扩散的热量仅一部分,热负荷的增减对工作区的变动影响较小；3、由于地板温度受送风温度的影响,地板表面温度与常规空调比,夏季低,冬季高,可利用辐射影响

7、提高工作人员的舒适性；4、使用架空地板送风使混凝土楼板变成了一个蓄热层，因此减少了温度的波动和峰值冷负荷；5、送风口设在地面上,人手可及,能随个人的要求调节出风方向和风量,实现局部气候环境的个人控制，提高个人热舒适性；6、从地板至顶棚的下送上回气流组织形式,有利于从使用空间中排除余热和污染物,从而提高人员活动区的空气品质。(3)运行方面的经济性 1、架空地板送风系统可以使用较高的送风温度（大约1719），这就允许在空气较为干燥的季节，采用较高的盘管冷却温度和蒸发器蒸发温度，提高了冷水机组效率；2、由于气流是从地坪流向天花板，所以大部分从安装在天花板的灯具所产生的热量还未到达地面就被排出，提高了

8、排风温度，减少了总冷负荷；3、由于地板下送风横截面积较大，所以压头损失较小，减少了风机动力； 4、在过渡季节，使用较高的送风温度增加了使用室外新风的机会，减少了冷冻机的开启时间；5、由于没有管路,静压箱压力不大,送风口风速较低,阻力较小,故空气输送动力节约，而且地板送风空调仅用于维持工作区气象参数，所以其送风利用率高，送风量少，风机能耗少。结构上的经济性主要体现1、由于没有管路，所以地板送风的管路系统投资减少2、使用架空地板来铺设服务设施可以降低新建筑物楼层高度。建筑物使用地板送风系统,虽然需要送风静压层,但不需要较大的顶棚空间来容纳送风管路及末端装置,与传统上送式空调系统相比较,地板送风系统

9、可降低510的楼层高度。由于建筑师至少可以降低15cm的层高，所以架空地板可以降低结构造价。 v(3)地板送风空调系统是商业楼宇可持续发展的解决之道 从商业楼宇可持续发展的及人文关怀角度去探讨空调的未来走向，地板送风的空调系统是最值得一提的。地板送风空调系统首先有英国的AET公司经过长期系统的研发，并成功的把这种技术推向全球。按送风方式划分，这种送风空调方式属于下送下回，在回风部位补给新风，排放废气口设在上方。 v 地板送风空调系统继承了置换通风空调系统的主要优点，通常这种地板送风空调系统与架空活动地板、可自由拆卸的组合间墙、方块地毯及综合布线系统等现代建造业成熟的技术有机的整合，为现代商业楼

10、宇可持续发长提供了一个坚实的技术平台。建立在这个平台之上，与时具进的大厦智能化管理系统各种先进性就能挥洒自如地发挥，并确保在建筑物整个寿命周期内保持着最高的灵活性和最自由的可扩张性。 室内气流分布 vI.室内气流流型 地板送风的室内气流流型如图2 所示。当送风量(速度) 较小时,其气流流型类似于置换通风,随着高度的增加,空气温度逐渐升高(即热力分层),空气龄也逐渐增加。室内气流分为上、下两个区,上部为有回流的混合区,下部为近似于气流“活塞” 式作用的工作区。v上下区的分层高度主要取决于送风量和冷负荷的大小,较小的冷负荷和较大的送风量对应于较高的分层高度。然而,当送风量较大时,地板送风口以较大速

11、度送出的空气射流将引起下部工作区空气的混合,从而削弱了工作区单向流的置换作用；并且,当送风射流的射程接近或超过上、下区的分层高度时,则有部分上部混合气流被卷吸到下部工作区,使工作区的温度和污染物浓度升高。甚至,送风量大到一定程度时,送风射流可以达到房间顶棚,室内气流接近混合式通风的流型。为了实现如置换通风一样工作区较低的空气温度和较高的空气品质,一般限定地板送风的送风速度不大于2 m/s。图2 地板送风的室内气流流型垂直温度分布 v由图可见,在室内得热一定时,随着送风量减小,垂直温度梯度增大,而平均室温的增加较小,约为回风口温度变化的一半,这对地板送风的室温如何控制提出了问题。另外,Webst

12、er等人的研究也表明,在送风量和室内得热一定时,送风温度的变化并不改变室内垂直温度分布图型,只是引起图型的平移。 室内热源的影响 v热源对垂直温度分布的影响是明显的,热源的散热量越大,垂直温差越大。 v当热源在房间上部(如灯具) 时,房间上面的垂直温度梯度大而下面的垂直温度梯度小;当热源在房间下部(如人员) 时,房间上面的垂直温度梯度小而下面的垂直温度梯度大。 图4 垂直温度梯度分段v提出垂直温度梯度包括3 个温升段(见图4) :地面空气层温升；工作区温升(人如立式活动则h = 1.8 m ,坐式则h = 1.1 m)；上部温v升, 并给出了确定方法。 送风口特性的影响 v地板送风口一般为旋流

13、风口,或格栅式、孔板式风口。对于旋流式风口,气流送出时速度和温度衰减快,具有较好的扩散性,使用较广泛。不同送风口对室内温度分布有不同的影响。有关文献作者通过实验得到:当风口数量较少时(0.4个/m2 ) ,与圆型直叶片风口相比,旋流风口能使房间空气分布更均匀些,对减小工作区垂直温差有利。有文献的实验结果显示,在保持室内冷负荷和总送风量不变的条件下,对于旋流风口,随着风口数量的增加,每个风口的送风量减少,工作区(标高1.7 m 和0.1 m 之间)的平均温度降低而垂直温差增大;对于面积可变的格栅风口,其风口送风量的变化对工作区温度分布的影响不大。因此,室内温度分布对旋流风口风量的变化更敏感,旋流风口的合理选用则显得尤为重要。 下送风空调气流组织设计方法 v下送风气流组织主要影响因素 在下送风情况下,对人体热舒适影响较为突出的室内环境指标有: 工作区平均温度、湿度、风速、平均辐射温度等。其中与气流组织密切相关的是工作区平均温度和风速。在下送风的气流组织中,影响以上两个指标的因素主要是送风口型式、位置、数目、送风速度和温度等。有文献把以上因素归纳为4 个:送风口型式、送风口到人体的距离、送