個性化送風在暖通空調系統中的應用

馬偉強 郭明 王曉婧 張玉蘭

摘?要：針對傳統空調系統送風方式無法滿足個人的個性化要求，為實現個人的個性化送風需求，減少能源消耗，本文對個性化送風技術在暖通空調系統中的應用展開研究。本文首先總結了目前常見的三種風口形式，具體介紹了散流器、百葉風口和噴口，其次，本文分析了目前常用的個性化送風技術，包括地板送風、座椅送風和工位送風，均具有舒適、節能、調節靈活等顯著優點，具有廣闊的發展前景。

關鍵詞：暖通空調;送風口;個性化送風;舒適節能

1 引言

目前，空調房間的傳統送風方式主要有三種。第一種是集中式，通過空調機組將空氣集中處理好之后，送入房間進行空氣調節。第二種是半集中式，將制冷機組制出的冷凍水送入空調房間，不同的房間根據不同的需求，由獨立的風機盤管進行空氣調節。第三種是分散式，即最常見的家庭空調機，直接利用冷媒的蒸發吸熱進行房間的空氣調節。此外，根據不同的劃分依據還可以更詳細的劃分出更多的空調系統，但主要的還是以上三種。

傳統的送風方式整體上可以滿足空調房間對風量和冷、熱量的需求，但處理好的空氣被送入房間后容易被建筑環境及設備阻礙造成送風不均勻，舒適度降低，耗能增加，同時會出現送入的空氣在到達人員呼吸區前就已經在空間內受到污染的現象。現如今，人們對個人舒適度的要求日漸提高，傳統空調系統提供的冷熱環境和通風環境越來越難以滿足用戶的個人喜好。個性化送風給每個人選擇的權力，個人環境舒適的調節由個人決定，因此個性化送風得到越來越多研究和應用。

2 常用送風口

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、三面出風、兩面出風和一面出風，平送流型散流器適合于送冷風。（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[1]。

2.2 百葉風口

圖2為兩種常用的活動百葉風口，通常裝于側墻上用作側送風口。雙層百葉風口有兩層可調節角度的活動百葉，短葉片用于調節送風氣流的擴散角，也可用于改變氣流的方向;而調節長葉片可以使送風氣流貼附頂棚或下傾一定角度。單層百葉風口只有一層可調節角度的活動百葉。雙層百葉風口中外層葉片或單層百葉風口的葉片可以平行長邊，也可以平行短邊，由設計者選擇[1]。

2.3 噴口

圖3為可用于遠程送風的噴口，它屬于軸向型風口，可以實現較遠距離的送風，射程（末端速度0.5m/s處）一般可達到10～30m，甚至更遠。通常在大空間（如體育館、候車大廳）中做側送風口，送熱風時可做頂送風口，既送冷風又送熱風應選可調角噴口[1]。

3 常用個性化送風方式

3.1 地板送風

地板式送風空調系統是新型的中央空調系統，最大的特點就是將傳統的上送風方式，改變為下送風方式。該系統由空調機、送風機和活動地板組成。空調系統各部件，包括制冷機組、水泵、冷卻塔、空調機組等，基本上與傳統空調系統相同，而地板送風空調系統通過高架地板下的空間形成送風箱，并將經過空調機處理過的空氣由送風機向上送出至工作、生活區。通常，每臺空調機根據其送風量、制冷量的不同，可以配套8至22臺送風機工作。傳統空調系統對整個空調區域進行空氣調節，需要更多的新風量，地板送風空調系統的送風方向與空氣自然流動的方向相同，空調區域的人員所得到的是最適合的溫度，高于人員頭頂的區域允許較高的溫度，所需的新風量也相對較小。綜上，地板送風空調系統具有快速制冷/供熱、節能、噪音小等優點。

3.2 座椅送風

對于體育館、影劇院、報告廳等高大空間， 人員主要活動區位于空間下部， 僅對下部人員主要活動區的溫濕度及空氣品質進行控制既可保證人員的熱舒適， 同時又可以降低空調能耗[2]。座椅送風空調系統就是由風管將經過空調機處理好的空氣送至各層階梯區，通過座椅下靜壓箱分配到各個風口送出，回風系統配合裝修設在大空間頂部。其主要特點及優勢有以下幾個方面：1、氣流在空間下部的人員活動區形成均勻溫度場和速度場，無強烈吹風感，盡量避免腦后送風，具有良好的舒適性;2、座椅送風是直接將風送至人體附近，無需承擔大空間負荷，減少了新風量，降低了能耗;3、可以根據人員的分布情況采用多系統分區設置，調節靈活。

3.3 工位送風

工位送風空調系統就是將一定量處理過的空氣直接送入工位，改善工作區的空氣品質。桌面送風口通常采用百葉式風口或孔板式風口。桌面送風裝置的形式有：1、在辦公桌靠近人的側邊上設風口，約45°向上送風，氣流先到達人的上半身，再經呼吸區;2、在桌面上靠近人處設條形風口，約45°向上送風，直達人的呼吸區;3、在辦公桌后部放置風口，風口可上下、左右調節角度，送風直達人的呼吸區，送風距離較上兩種方式遠;4、活動式風口，利用機械臂使風口位置變動，能較好地使送風直達人的呼吸區。工位送風空調系統強化了工位區的環境控制，能使工作區的熱環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。而背景區的環境標準可以適當降低，背景空調控制的室內溫度可比常規空調高一些，以滿足節能的要求[3]。綜上，工位送風空調系統的主要優點有：1、送風到達人的呼吸區距離短，空氣齡很小，空氣品質好;2、可按個人的熱感覺調節風量、風向或溫度，充分體現了"個性化"的特點;3、背景空調設定的房間溫度較高，且人員離開時可關閉工位送風口，因此，空調系統的運行能耗低。

4 總結

研究個性化送風技術在暖通空調系統中的應用，對送風口的研究是必不可少的，本文首先總結了目前常見的三種風口形式，具體介紹了不同送流型的散流器、雙層百葉風口和單層百葉風口、固定式噴口和可調角度噴口。其次，本文分析了目前常用的個性化送風技術，包括地板送風、座椅送風和工位送風，均具有舒適、節能、調節靈活等顯著優點。綜上可知，在隨著人們生活質量要求的提高，以及“碳中和、碳達峰”目標的壓力之下，個性化送風有著廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]陸亞俊. 暖通空調[M].第一版.北京：中國建筑工業出版社，2002.

[2]檀姊靜，居發禮，付祥釗.某報告廳座椅送風系統運行效果分析[J].制冷與空調（四川），2013，27（04）：388-392.

[3]端木琳. 桌面工位空調系統室內熱環境與熱舒適性研究[D].大連理工大學，2007.

作者簡介：

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

基金項目：2021年大學生創新創業訓練計劃項目“空調送/排風口形式的優化”（202111258244）