不同建筑分層空調系統風口布置的優化研究

唐斌

摘 要：從能量平衡的角度，對風口布置以及分層空調系統整體規劃進行調查。通過研究改進風口布置，減少分層空調系統整體的機組負荷，增強室內整體的氣流組織，提高分層空調系統的節能能力。通過研究對分層空調系統在不同類型的建筑當中風口布置對空調區溫度的影響，驗證風口布置對整體環境舒適性以及空調節能能力的影響，可以相應解決采用全室空調形式造成的資源消耗過大的難題，通過與傳統全室空調系統的對比，將分層空調系統進行優化，提升其節能優勢。

關鍵詞：分層空調;風口布置;空調系統;節能

引言

在人們的日常生活中所使用的空調大部分為全室循環送風的空調系統，這種空調系統將室外的空氣進行處理后，送入室內與室內空氣混合，在全室范圍形成空氣質量較為均一的室內空氣環境。但是在分層空調系統中，空調所制造的冷空氣可以準確抵達空調區內人體活動區域，并且使人體活動區域周圍的空氣質量提升，但空調區上方仍未為經空調系統處理的空氣。在這一過程中，通過空調區的合理氣流組織，減少了系統能量的消耗。在室內分層空調系統的研究中，風口布置是非常重要的一個內容，通過對不同位置風口的布置，可以提高分層空調系統的潛力，增強對室內空氣的調節能力，同時降低能耗使用戶更加舒適，獲得更好的使用體驗。

一、不同風口對室內熱舒適程度的影響

在不同類型的建筑空間中使用分層空調系統時，環境熱舒適性的影響也隨著不同建筑空間的模式改變而變化。在小型辦公室、大型的階梯教室，以及大型公共場所，應當應用不同類型的分層空調系統，并應對送風口進行調整。通過對不同空間大小建筑的實驗研究，以及不同空間人體活動的主要區域進行研究后，我們可以發現，因人員活動產生的熱空氣總會沿著建筑空間內人體的頭部向上流動。通過綜合研究人體整體的熱舒適生理模型，以及在不同建筑空間內熱量的傳遞方式，我們可以看出不同風口對于人體所感受到熱舒適性體驗的不同。另外，在對回風口進行處理的同時，應當注意盡量降低回風口高度，這樣在回風口對空調所制造的冷空氣進行組織的時候，就不會引起空調區內實際冷量不足。這種對于回風口的設計處理，能夠使建筑以及人體活動空間內溫度差異盡量減小。[1]

二、分層空調系統制冷機組負荷影響

有許多研究已經發現，在風口布置對分層空調系統的影響研究中，分層空調系統在不同建筑當中的合理優化風口布置能夠提高分層空調系統的節能潛力，通過各種實驗可以發現回風口以及排風口的布置可以調節整個空調系統所實際承擔的冷負荷。通過改變風口，可使冷空氣在人體活動區域停留時間更久，同時不會造成強烈的風感，使熱舒適性得到很大提高。在節能方面，風口的不同布置也有非常重要的影響。當分層空調系統的回風口以及排風口在不同位置進行布置時，通過對整體環境空間的合理規劃，能夠降低空調機組的負荷，降低空調系統能耗。隨著建筑空間變大，空調區范圍占整體空間的比例越小，相對全室空調系統所能夠節約的能源也就越可觀，空調機組風口位置對于整體機組的負荷能力影響也就越大。在越大型的公共空間，對于空調送風口以及回風口的設計越要精心，最終收益也越大。

三、分層空調系統優化方案

（一）中小型建筑空間

在中小型建筑空間對分層空調進行應用的時候，在整個空間當中回風口的布置應當在下半部區域，如果回風口布置的位置過于接近送風口，或者是太過于靠近人體的活動區域，將會造成冷空氣無法有效發揮其作用。而且回風口所起到的作用并不僅僅是交換室內的空氣，也能夠對冷空氣的流動進行有效組織，這樣能夠通過人為的方式影響室內冷空氣的流動方向。一些中小型空間一般是辦公區域，保持穩定均一的溫度有助于提升人員的工作效率，使空間內的人員舒適性得到極大提升。通過對回風口的安排能夠使空間內溫度迅速降低，減少因人數過多而造成的溫度上升和空調負荷過大。[2]

（二）大型建筑空間

與小型建筑空間相比，大型建筑空間的整體跨度巨大。通過在大型空間內盡量多的設置送風口，能夠使冷空氣均勻迅速的鋪滿整個大型建筑空間的空調區。同時，大型建筑空間的人體活動區域范圍也更大，通過熱流的交換以及空氣的流動，使室內的大量熱量及時的與冷空氣進行接觸。另外通過熱羽流的流動，使人體活動區域的大量熱量迅速揮發到上空，空調區上方的熱空氣通過排風的方式排出室外，不形成分層空調系統的冷負荷。這樣一來，分層空調系統的實際冷負荷也就極大地降低了。相對于全室空調系統，大型空間采用分層空調對于節能效果就更加可觀，送風口以及回風口所起到的作用也更為顯著。在設計階段，通過合理的安排，可以調節整體建筑的負荷水平，以及空調工作效率。在大型建筑空間內，應當增加送風口的數量，這樣有助于迅速調節大型空間空調區內的空氣質量以及溫度。

四、結束語

在不同建筑當中，分層空調系統的節能能力與空調區上方的熱空氣的排放有關。通過回風口與排風口分開布置，能夠提升排出空氣的溫度，使室內的大量熱量通過排風口排至室外，迅速降低室內環境溫度，同時節約大量能源。而且隨著回風口高度的下降，室內環境溫度變化并不明顯，但整體空調的節能效率迅速提升，所以在進行大空間建筑的空調系統布置過程當中，應當將回風口盡量降低，同時盡量增多送風口的數量。不同建筑類型以及不同的間隔空間，都會對分層空調系統性能產生巨大的影響。所以在建筑當中進行實際應用的過程中，應當根據相應的計算公式以及建筑思維解決設計當中的困難，必要時輔以模擬計算，通過提前對整體建筑應用水平的預估，合理安排風口的布置，提升分層空調的節能能力，也提升其對溫度的調節能力。

參考文獻

[1]程遠達，楊晉明，張興惠，等.不同建筑分層空調系統風口布置的優化研究[J].暖通空調，2018，v.48;No.343（04）：106-113.

[2]程遠達，張興惠，景勝藍，等.風口布置對分層空調系統節能潛力及頭腳溫差的影響[J].暖通空調，2016，046（006）：116-121，127.