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空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

時(shí)間:2020-08-08  來源:車間凈化工程|食品凈化車間|潔凈手術(shù)室|潔凈實(shí)驗(yàn)室-濟(jì)南順奇凈化工程有限公司  瀏覽次數(shù): 235 次
文章簡介:空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用, 濟(jì)南車間凈化工程公司提醒:空氣分布平衡系統(tǒng)不僅能解決現(xiàn)代辦公大樓樓層高低、風(fēng)管施工和風(fēng)口布置困難的問題,適應(yīng)辦公大樓的二次裝修,安裝方便,同時(shí)能保證各辦公區(qū)域的風(fēng)量平衡

濟(jì)南車間凈化工程公司提醒:空氣分布平衡系統(tǒng)不僅能解決現(xiàn)代辦公大樓樓層高低、風(fēng)管施工和風(fēng)口布置困難的問題,適應(yīng)辦公大樓的二次裝修,安裝方便,同時(shí)能保證各辦公區(qū)域的風(fēng)量平衡和熱舒適性要求,保證各分支管間的阻力平衡,大大簡化系統(tǒng)的風(fēng)量調(diào)試問題,使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

1 空氣分布平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

空氣分布平衡系統(tǒng)是消聲空氣平衡箱(靜壓箱)、軟風(fēng)管和出風(fēng)口組成的一體化的系統(tǒng)產(chǎn)品(如圖1)。在國外已經(jīng)出現(xiàn)類似的產(chǎn)品,如日本協(xié)力公司研發(fā)的 FASU(Flexible Air Supply Unit)送風(fēng)系統(tǒng),其具備以下特點(diǎn):1)無需復(fù)雜的調(diào)整可保證末端各出風(fēng)口風(fēng)量平衡,各出風(fēng)口風(fēng)量平衡可控制在 ±10% 以內(nèi),避免了一般送風(fēng)管道的末端風(fēng)量難以平衡問題。2)低噪聲運(yùn)行。保證軟風(fēng)管及靜壓箱具有良好的消音效果,保證室內(nèi)噪音符合舒適度要求。3)良好的適應(yīng)性和靈活性。不僅可針對辦公空間分隔布局的改變,可任意調(diào)整FASU送風(fēng)口的位置,而且采用軟風(fēng)管可有效利用吊頂內(nèi)空間,增加吊頂高度。

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

2 空氣分布平衡系統(tǒng)的均勻送風(fēng)性能

2.1 消聲空氣平衡箱的特性

鄒聲華等對靜壓箱的特性從均勻特性和阻力特性方面進(jìn)行了研究。關(guān)于靜壓箱的均勻特性,他們提出風(fēng)流射入靜壓箱以后,必需使其動壓盡可能轉(zhuǎn)化為靜壓,才能使得靜壓箱內(nèi)的靜壓分布均勻。為此,靜壓箱的長度必須大于射流射程的擴(kuò)張段長度。關(guān)于阻力特性,當(dāng)風(fēng)流經(jīng)過送風(fēng)斷面突然擴(kuò)大處時(shí)(如圖2),此局部阻力 h1,可按下式計(jì)算:

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

式中:S1為靜壓箱進(jìn)風(fēng)管的斷面積,m2;S2為靜壓箱的斷面積,m2;V1為靜壓箱進(jìn)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)流速度,m/s;為空氣的密度,kg/m3。

當(dāng)風(fēng)流經(jīng)過送風(fēng)斷面突然縮小時(shí)(如圖2),風(fēng)流速度急劇地由 V2變?yōu)?nbsp;V3時(shí),其局部阻力損失h2為:

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

式中:S3為靜壓箱出風(fēng)管的斷面積,m2;S2為靜壓箱的斷面積,m2;V3

為靜壓箱出風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)流速度,m/s;為空氣的密度,kg/m3。

由(1)(2)兩式可知,靜壓箱的擴(kuò)張比越大,其阻力會有所增加,但阻力增加的幅度是隨擴(kuò)張比增大而減小的。

東華大學(xué)的鐘珂等對通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)量分配器性能進(jìn)行了研究。提出“風(fēng)量分配因子”a 作為風(fēng)量分配器(如圖3)均勻出風(fēng)的評價(jià)因子。a 用下式表示:

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用
空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

式中:Q正為風(fēng)量分配器正向出風(fēng)風(fēng)量,m3/ h ;Q側(cè)為風(fēng)量分配器側(cè)向出風(fēng)風(fēng)量,m3/h。

對不同的風(fēng)量,分配器安裝形式和角度不同的導(dǎo)流片來研究風(fēng)量分配器的特性。得出:風(fēng)量分配因子只與導(dǎo)流片角度有關(guān),而與風(fēng)量分配器處理的風(fēng)量大小無關(guān)。當(dāng)導(dǎo)流片角度相同時(shí),分配器阻力R與總風(fēng)量Q平方成正比,R=kQ2,其中k為分配器阻力系數(shù)。

同時(shí),他們通過數(shù)值模擬得出:在分配器具體形式及風(fēng)量一定的條件下,當(dāng)風(fēng)量分配器各出風(fēng)管對應(yīng)外接阻力相同時(shí),風(fēng)量分配因子與無外接阻力時(shí)相同,而與外接阻力本身大小無關(guān)。

2.2 軟風(fēng)管的特性

軟風(fēng)管由于其不同用途,材料也各異。

一般主要有消聲、防火、防腐蝕、防高壓、防輻射等性質(zhì),因此其特性沒有統(tǒng)一的定論,廠家對于不同材料的軟風(fēng)管一般單獨(dú)標(biāo)定其特性。

本文提出一種可行的軟風(fēng)管特性研究方法。為測定軟風(fēng)管的阻力流量特性,設(shè)計(jì)相應(yīng)的

實(shí)驗(yàn)裝置。該性能測試裝置主要有風(fēng)機(jī)送風(fēng)段、風(fēng)量測量段、壓差測試段以及測試軟風(fēng)管等組成。圖4為軟風(fēng)管性能測試實(shí)驗(yàn)臺原理圖。風(fēng)機(jī)段采用變頻風(fēng)機(jī),在進(jìn)風(fēng)口處裝進(jìn)口噴管和格柵,使進(jìn)口氣流更加均勻、減少波動,保證流量的穩(wěn)定;流量測試段采用多個(gè)喉部直徑不同的噴嘴,可根據(jù)實(shí)際流量選用合適的噴嘴及噴嘴組合。在被測軟風(fēng)管前1.5 倍直徑和后 2.5 倍直徑處分別安裝一個(gè)靜壓環(huán)。實(shí)驗(yàn)臺參照美國ANSI/ASHRAE Standard 130-2008的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建立,所選用的測試儀器滿足美國ASHARE Standard 41.3-1989和我國GB/T 2614-2006等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

單個(gè)噴嘴的風(fēng)量可通過如下公式計(jì)算:

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用
空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

式中:Qi為通過單個(gè)噴嘴的空氣流量,m3/h;C為噴嘴流量系數(shù)(流量系數(shù)與雷諾數(shù)之間的對應(yīng)數(shù)據(jù)參見文獻(xiàn);A為噴嘴喉部面積,m2;ΔP′為噴嘴前后的靜壓差,Pa;ρ為噴嘴喉部的空氣密度,kg/m3。

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

式中:Pt為噴嘴進(jìn)口靜壓,Pa;B為大氣壓力,P a ;T 為空氣熱力學(xué)溫度,K。

通過被測軟風(fēng)管的實(shí)際風(fēng)量按如下公式計(jì)算:

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

式中:Q為通過軟風(fēng)管的空氣流量,m3/ h 。

在實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)實(shí)際情況,將軟風(fēng)管分為直管段、90°彎頭、150°彎頭 3 種測試工況來研究其特性。利用沿程阻力公式:

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

式中:P 為軟風(fēng)管前后兩端靜壓差,Pa;d 為軟風(fēng)管直徑,m;v 為軟風(fēng)管內(nèi)風(fēng)流風(fēng)速,m3/s;ρ為空氣密度,kg/m3。得出阻力系數(shù)k:

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

軟風(fēng)管的阻力流量特性對整個(gè)空氣分布平衡系統(tǒng)的均勻送風(fēng)特性研究十分重要。

3 空氣分布平衡系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 變風(fēng)量系統(tǒng)中的應(yīng)用

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是通過改變房間的風(fēng)量來滿足室內(nèi)變化的負(fù)荷,當(dāng)房間低于設(shè)計(jì)額定負(fù)荷時(shí),各VAV BOX的風(fēng)量將自動減少,系統(tǒng)總送風(fēng)量的需求也隨之減少,這時(shí)通過自控可以降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,降低能耗??諝夥植计胶庀到y(tǒng)正是一種與變風(fēng)量控制裝置相匹配的末端空氣分布系統(tǒng),能有效地保證末端風(fēng)量的平衡,使空調(diào)區(qū)域冷熱更均勻,節(jié)能更加明顯。以上海某辦公樓一層變風(fēng)量系統(tǒng)為更加明顯。以上海某辦公樓一層變風(fēng)量系統(tǒng)為例(如圖5)加以說明。

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

在變風(fēng)量系統(tǒng)中由空調(diào)箱送出的風(fēng)直接送至每條支路的VAV BOX箱,空氣分布平衡系統(tǒng)接至VAVBOX 箱之后,能將經(jīng)過調(diào)節(jié)的適當(dāng)風(fēng)量(800m3/h ~2500 m3/h)由各個(gè)軟風(fēng)管送至不同的辦公區(qū)域。其中軟風(fēng)管由二次裝修時(shí)設(shè)計(jì)確定方案并通過計(jì)算得出各支管阻力確定長度及彎頭。由于各出風(fēng)口送出的風(fēng)量較為均勻(±10%),省去了末端風(fēng)量平衡的復(fù)雜調(diào)節(jié)過程,并保證各個(gè)區(qū)域冷熱均勻。其中輔助風(fēng)機(jī)采用低噪聲風(fēng)機(jī),可適當(dāng)選用增加末端裝置的動力,從而減小空調(diào)箱內(nèi)風(fēng)機(jī)的容量,增強(qiáng)節(jié)能效果。消聲空氣平衡箱起到了穩(wěn)定靜壓的作用,使氣流組織更穩(wěn)定,送風(fēng)更均勻,同時(shí)整個(gè)裝置帶有消聲減噪的功能,給辦公室提供了一個(gè)安靜、舒適的人性化的空調(diào)環(huán)境。

3.2 獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前別墅集中新風(fēng)系統(tǒng)存在如下幾個(gè)較難克服的問題:首先,各末端同時(shí)保證最小新風(fēng)量較為困難,各末端阻力平衡調(diào)節(jié)難度大;其次,公寓集中新風(fēng)系統(tǒng)主要采用手動調(diào)節(jié)方式,耗用人力物力大,且效果不佳;再次,由于調(diào)節(jié)困難,新風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試完成后,風(fēng)量維持在某一特定狀態(tài)下,難以滿足客戶實(shí)際需求。將空氣分布平衡系統(tǒng)運(yùn)用與小型獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng),能較好地解決部分存在的問題(如圖6 )。

空氣分布平衡系統(tǒng)應(yīng)用

利用空氣分布平衡系統(tǒng)均勻出風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)保證各末端阻力平衡,省去手動調(diào)平衡的麻煩,對于別墅、住宅的小型新風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用十分有效。

3.3 施工工藝

(1)空氣分布平衡系統(tǒng)本體的安裝:將本體用懸掛螺栓在4個(gè)地方固定在鋼板上,懸掛螺栓上下用螺母固定,中間加有懸掛夾具和墊片。

(2)空氣分布平衡系統(tǒng)本體與VAVBOX箱出口風(fēng)管連接:將出口風(fēng)管插入到空氣分布平衡系統(tǒng)的連接入口,用螺絲固定,并且對連接部進(jìn)行保溫處理。

(3)空氣分布平衡系統(tǒng)本體與軟風(fēng)管的連接:將消聲保溫軟風(fēng)管安裝在各個(gè)連接口處,用雙手抓起軟風(fēng)管,邊左右轉(zhuǎn)動,邊往里面插入即可。

(4)出風(fēng)口安裝要領(lǐng):把出風(fēng)口鑲嵌安裝在頂棚 T 型木上,并用懸掛夾具在一個(gè)地方固定。

(5)出風(fēng)口和通風(fēng)軟管的連接:為了避免通風(fēng)軟管的下垂,用吊鉤在中間將其吊起。軟風(fēng)管下垂的水平距離保證在 1.5 m 以內(nèi),與本體水平距離在1 m 以內(nèi),與出風(fēng)口水平距離在0.3 m 以內(nèi)。但是盡量不要使軟風(fēng)管出現(xiàn)下垂現(xiàn)象,如果出現(xiàn)下垂現(xiàn)象,用縮短吊鉤的間距來解決,吊軟風(fēng)管的吊鉤要用專業(yè)吊鉤。

4 結(jié)語

隨著空氣分布平衡系統(tǒng)的理論和應(yīng)用技術(shù)的深入研究,作為一種輔助性流量分配系統(tǒng)在變風(fēng)量系統(tǒng)中的運(yùn)用前景光明。憑借其多項(xiàng)優(yōu)異性在送風(fēng)系統(tǒng)末端的一體化發(fā)展有著不可小覷的作用。

但由于空氣分布平衡系統(tǒng)的均勻送風(fēng)特性研究仍未取得突破性進(jìn)展,仍需要學(xué)者們對其各組成部進(jìn)行更細(xì)致深入的實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)其聲學(xué)特性及防結(jié)露特性也有待進(jìn)一步研究來綜合提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。

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