商用风管机舒适性研究及应用

丁东青

摘要：为了解决风管机制热效果不佳问题，本文从机组性能、工程安装、方面研究，并形成输出深刻完整的研究报告。将气流组织影响因素量化，提出机组送风速度、送风角度的最佳值，改善机组的制热舒适性。

关键词：风管机、制热、舒适性

Abstract：In order to solve the problem of poor thermal effects of the duct mechanism, this paper is studied from the performance, engineering installation, and regarded research, and forms a deep complete research report. The influencing factor is quantified, and the optimum value of the unit air supply speed, the air supply angle is proposed, and the heating comfort of the unit is improved.

Keywords：drainage, heating, comfort

1、引言

风管机已经广泛应用于酒店、公寓、别墅、娱乐场所，越来越广泛的应用

对风管机也就有了更严格的要求，“冬天制热效果不佳”成为了风管机主要问题，制热舒适性研究是空调厂家近几年比较关注的研究方向。通过对舒适性反馈的搜集分析，得出风管机制热效果不佳的主要原因有以下两个方面：

(1)机组气流组织不合理，热风悬浮，无法落地，使工作区人员有“头热脚冷”的不舒适感。

(2)工程安装不符合要求，使热风聚集在出风口，无法送至工作区。

2、气流组织对舒适性影响

当射流进入房间后，射流边界与周围气体不断进行动量，质量交换，周围空气不断被卷入，射流流量不断增加，断面不断扩大，而射流速度则因与周围空气的动量交换而不断下降，当射流边界层扩散到轴心时，射流发展到了主体段，随着射流的继续增大，速度继续减小，最后直至消失。等温自由射流的发展过程如下图所示：

图1 射流与周围气体动量图

在空调房间中，对人体热舒适影响较为突出的室内环境指标中与气流组织密切相关的是工作区的平均温度和风速。气流组织中影响以上两个指标的因素主要是送风速度、送风角度和送风温度。

理论计算公式如下：

平面射流段轴心速度：

圆射流段轴心速度：

射流轴心轨迹：

• B——矩形孔口半高度，平行于Z轴m；

• A——矩形孔口宽度，平行于Y轴m；

• α——送风角度，射流中心线与竖直面的夹角°；

• c——实验常数，一般取0.082；

• m——各种系数综合值；

• Vm——射流轴线上的速度m/s；

• β——空气运动速度沿送风口面积不均匀系数，均匀时β=1；

• θ——射流温差修正系数

• ym ——射流轴心偏离水平轴之距离；

• α——射流出口轴线与水平轴之夹角;

• d0——送风口当量直径 m；

经计算送风速度、送风角度、送风温度与距离如下结论：

图2 风速与距离之间关系

图3 送风角度与距离之间关系

图4 送风温度与距离之间关系

结论：

送风速度：气流送风速度越大，轴心速度衰减越慢，可送达的距离越远。

送风角度：气流送风角度越小，轴心速度衰减越快，可送达的距离越低。

送风温度：气流送风温差越大，轴心速度衰减越快，可送达的距离越短。

综合考虑以上三个影响因素，理论计算机组在高风档和超高风档的送风距离，并与实测实验对比模拟轨迹与实测轨迹如下图：

图5 最优送风、角度、温度与距离关系

仿真图

图6 最优送风、角度、温度与距离关系

实测轨迹图

结论：(1)在安装高度2.5m时出风口风速要达到4m/s以上；

(2)安装使用的出风口导风板最佳角度在45°；

3、工程安装对舒适性影响

前面分析了气流组织对舒适性有很大的影响，但是气流组织方面是与工程安装又分不开的，目前售后反馈问题原因主要是工程安装过程中出现问题导致机组冬季制热效果无法达到使用要求，造成不良售后反馈 。

(1)机组送风口的百叶窗要求，百叶窗宽度为15mm、30mm时，热量如下分布图：

图7 百叶窗宽度15mm时热量分布图

图8 百叶窗宽度30mm时热量分布图

结论：为了确保送风口导风效果，百叶宽度需大于30mm；

(2)四种导风格栅(导风叶分别为1片、2片、3片、4片)形式舒适性效果如下：

图10 导风叶为2片时热量分布图

图9 导风叶为1片时热量分布图

图11 导风叶为3片时热量分布图

图12 导风叶为4片时热量分布图

结论：导风叶片1片时效果最差，导风叶片2、3片时效果最好，4片时效果下降。

4、总结

冬天制热效果差是风管机、风盘末端的通病，本研究从气流组织、工程安装方面研究，输出详细完整的研究报告成果，本研究已用于部分机组上，提高了用户满意度。

参考文献：

[1]刘淑漪.风管机空调技术应用综述. 天津建设科技,2005,15(2):26-27.

[2]辛魁.风管机系统设计中的问题与对策.中外企业家,2014(6):213-213.

[3]赵丽丽,吴成刚,宫天泽.应用多翼离心式风机的风管机流场优化[J].制冷与空调,2016,16(12):15-17.

[4]姜义.中静压风管机的流场优化和噪声控制[D].华南理工大学,2016.