個性化送風(fēng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬偉強(qiáng) 郭明 王曉婧 張玉蘭

摘?要：針對傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)方式無法滿足個人的個性化要求，為實(shí)現(xiàn)個人的個性化送風(fēng)需求，減少能源消耗，本文對個性化送風(fēng)技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用展開研究。本文首先總結(jié)了目前常見的三種風(fēng)口形式，具體介紹了散流器、百葉風(fēng)口和噴口，其次，本文分析了目前常用的個性化送風(fēng)技術(shù)，包括地板送風(fēng)、座椅送風(fēng)和工位送風(fēng)，均具有舒適、節(jié)能、調(diào)節(jié)靈活等顯著優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);送風(fēng)口;個性化送風(fēng);舒適節(jié)能

1 引言

目前，空調(diào)房間的傳統(tǒng)送風(fēng)方式主要有三種。第一種是集中式，通過空調(diào)機(jī)組將空氣集中處理好之后，送入房間進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。第二種是半集中式，將制冷機(jī)組制出的冷凍水送入空調(diào)房間，不同的房間根據(jù)不同的需求，由獨(dú)立的風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。第三種是分散式，即最常見的家庭空調(diào)機(jī)，直接利用冷媒的蒸發(fā)吸熱進(jìn)行房間的空氣調(diào)節(jié)。此外，根據(jù)不同的劃分依據(jù)還可以更詳細(xì)的劃分出更多的空調(diào)系統(tǒng)，但主要的還是以上三種。

傳統(tǒng)的送風(fēng)方式整體上可以滿足空調(diào)房間對風(fēng)量和冷、熱量的需求，但處理好的空氣被送入房間后容易被建筑環(huán)境及設(shè)備阻礙造成送風(fēng)不均勻，舒適度降低，耗能增加，同時會出現(xiàn)送入的空氣在到達(dá)人員呼吸區(qū)前就已經(jīng)在空間內(nèi)受到污染的現(xiàn)象?，F(xiàn)如今，人們對個人舒適度的要求日漸提高，傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)提供的冷熱環(huán)境和通風(fēng)環(huán)境越來越難以滿足用戶的個人喜好。個性化送風(fēng)給每個人選擇的權(quán)力，個人環(huán)境舒適的調(diào)節(jié)由個人決定，因此個性化送風(fēng)得到越來越多研究和應(yīng)用。

2 常用送風(fēng)口

2.1 散流器

圖1為三種比較典型的散流器，直接裝于頂棚上，屬于頂送風(fēng)口。（a）為平送流型的方形（也可以是矩形）散流器，有多層同心的平行導(dǎo)向葉片，使空氣流出后貼附于頂棚流動。方形或矩形散流器可以是四面出風(fēng)、三面出風(fēng)、兩面出風(fēng)和一面出風(fēng)，平送流型散流器適合于送冷風(fēng)。（b）為下送流型的圓形散流器，又稱為流線型散流器，葉片間的豎向間距是可調(diào)的，增大葉片間的豎向間距，可以使氣流邊界與中心線的夾角減小，因此在散流器下方形成向下的氣流。（c）為圓盤型散流器，射流以45°夾角噴出，流形介于平送和下送之間，適宜于送冷、熱風(fēng)[1]。

2.2 百葉風(fēng)口

圖2為兩種常用的活動百葉風(fēng)口，通常裝于側(cè)墻上用作側(cè)送風(fēng)口。雙層百葉風(fēng)口有兩層可調(diào)節(jié)角度的活動百葉，短葉片用于調(diào)節(jié)送風(fēng)氣流的擴(kuò)散角，也可用于改變氣流的方向;而調(diào)節(jié)長葉片可以使送風(fēng)氣流貼附頂棚或下傾一定角度。單層百葉風(fēng)口只有一層可調(diào)節(jié)角度的活動百葉。雙層百葉風(fēng)口中外層葉片或單層百葉風(fēng)口的葉片可以平行長邊，也可以平行短邊，由設(shè)計(jì)者選擇[1]。

2.3 噴口

圖3為可用于遠(yuǎn)程送風(fēng)的噴口，它屬于軸向型風(fēng)口，可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的送風(fēng)，射程（末端速度0.5m/s處）一般可達(dá)到10～30m，甚至更遠(yuǎn)。通常在大空間（如體育館、候車大廳）中做側(cè)送風(fēng)口，送熱風(fēng)時可做頂送風(fēng)口，既送冷風(fēng)又送熱風(fēng)應(yīng)選可調(diào)角噴口[1]。

3 常用個性化送風(fēng)方式

3.1 地板送風(fēng)

地板式送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是新型的中央空調(diào)系統(tǒng)，最大的特點(diǎn)就是將傳統(tǒng)的上送風(fēng)方式，改變?yōu)橄滤惋L(fēng)方式。該系統(tǒng)由空調(diào)機(jī)、送風(fēng)機(jī)和活動地板組成。空調(diào)系統(tǒng)各部件，包括制冷機(jī)組、水泵、冷卻塔、空調(diào)機(jī)組等，基本上與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相同，而地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)通過高架地板下的空間形成送風(fēng)箱，并將經(jīng)過空調(diào)機(jī)處理過的空氣由送風(fēng)機(jī)向上送出至工作、生活區(qū)。通常，每臺空調(diào)機(jī)根據(jù)其送風(fēng)量、制冷量的不同，可以配套8至22臺送風(fēng)機(jī)工作。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)對整個空調(diào)區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，需要更多的新風(fēng)量，地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)方向與空氣自然流動的方向相同，空調(diào)區(qū)域的人員所得到的是最適合的溫度，高于人員頭頂?shù)膮^(qū)域允許較高的溫度，所需的新風(fēng)量也相對較小。綜上，地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)具有快速制冷/供熱、節(jié)能、噪音小等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 座椅送風(fēng)

對于體育館、影劇院、報(bào)告廳等高大空間， 人員主要活動區(qū)位于空間下部， 僅對下部人員主要活動區(qū)的溫濕度及空氣品質(zhì)進(jìn)行控制既可保證人員的熱舒適， 同時又可以降低空調(diào)能耗[2]。座椅送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)就是由風(fēng)管將經(jīng)過空調(diào)機(jī)處理好的空氣送至各層階梯區(qū)，通過座椅下靜壓箱分配到各個風(fēng)口送出，回風(fēng)系統(tǒng)配合裝修設(shè)在大空間頂部。其主要特點(diǎn)及優(yōu)勢有以下幾個方面：1、氣流在空間下部的人員活動區(qū)形成均勻溫度場和速度場，無強(qiáng)烈吹風(fēng)感，盡量避免腦后送風(fēng)，具有良好的舒適性;2、座椅送風(fēng)是直接將風(fēng)送至人體附近，無需承擔(dān)大空間負(fù)荷，減少了新風(fēng)量，降低了能耗;3、可以根據(jù)人員的分布情況采用多系統(tǒng)分區(qū)設(shè)置，調(diào)節(jié)靈活。

3.3 工位送風(fēng)

工位送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)就是將一定量處理過的空氣直接送入工位，改善工作區(qū)的空氣品質(zhì)。桌面送風(fēng)口通常采用百葉式風(fēng)口或孔板式風(fēng)口。桌面送風(fēng)裝置的形式有：1、在辦公桌靠近人的側(cè)邊上設(shè)風(fēng)口，約45°向上送風(fēng)，氣流先到達(dá)人的上半身，再經(jīng)呼吸區(qū);2、在桌面上靠近人處設(shè)條形風(fēng)口，約45°向上送風(fēng)，直達(dá)人的呼吸區(qū);3、在辦公桌后部放置風(fēng)口，風(fēng)口可上下、左右調(diào)節(jié)角度，送風(fēng)直達(dá)人的呼吸區(qū)，送風(fēng)距離較上兩種方式遠(yuǎn);4、活動式風(fēng)口，利用機(jī)械臂使風(fēng)口位置變動，能較好地使送風(fēng)直達(dá)人的呼吸區(qū)。工位送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)強(qiáng)化了工位區(qū)的環(huán)境控制，能使工作區(qū)的熱環(huán)境由就近的使用者個人控制，從而滿足人們不同的熱舒適要求。而背景區(qū)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)降低，背景空調(diào)控制的室內(nèi)溫度可比常規(guī)空調(diào)高一些，以滿足節(jié)能的要求[3]。綜上，工位送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：1、送風(fēng)到達(dá)人的呼吸區(qū)距離短，空氣齡很小，空氣品質(zhì)好;2、可按個人的熱感覺調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)向或溫度，充分體現(xiàn)了"個性化"的特點(diǎn);3、背景空調(diào)設(shè)定的房間溫度較高，且人員離開時可關(guān)閉工位送風(fēng)口，因此，空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗低。

4 總結(jié)

研究個性化送風(fēng)技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，對送風(fēng)口的研究是必不可少的，本文首先總結(jié)了目前常見的三種風(fēng)口形式，具體介紹了不同送流型的散流器、雙層百葉風(fēng)口和單層百葉風(fēng)口、固定式噴口和可調(diào)角度噴口。其次，本文分析了目前常用的個性化送風(fēng)技術(shù)，包括地板送風(fēng)、座椅送風(fēng)和工位送風(fēng)，均具有舒適、節(jié)能、調(diào)節(jié)靈活等顯著優(yōu)點(diǎn)。綜上可知，在隨著人們生活質(zhì)量要求的提高，以及“碳中和、碳達(dá)峰”目標(biāo)的壓力之下，個性化送風(fēng)有著廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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[2]檀姊靜，居發(fā)禮，付祥釗.某報(bào)告廳座椅送風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效果分析[J].制冷與空調(diào)（四川），2013，27（04）：388-392.

[3]端木琳. 桌面工位空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)熱環(huán)境與熱舒適性研究[D].大連理工大學(xué)，2007.

作者簡介：

馬偉強(qiáng)（1999—），男，漢族，山東濱州人，大連大學(xué)本科在讀，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程方向.

基金項(xiàng)目：2021年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“空調(diào)送/排風(fēng)口形式的優(yōu)化”（202111258244）