一种集成空气净化系统的贴壁送风装置及其送风方法
阅读说明：本技术 一种集成空气净化系统的贴壁送风装置及其送风方法 (Wall-attached air supply device of integrated air purification system and air supply method thereof ) 是由 李安桂 王天琦 韩欧 李佳兴 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于通风空调技术领域,涉及一种集成空气净化系统的贴壁送风装置,包括柱体、预埋风管、蘑菇头挡板、出风板和环形导风板；柱体上端与出风板连接,蘑菇头挡板盖设在出风板上方；出风板的中心开有圆形出风口,在出风板的外缘开有环形出风口；环形导风板放置在圆形出风口和环形出风口之间；在柱体内部从下至上依次设有预滤网、活性炭过滤器和中效过滤器。还公开了其送风方法,将送风系统和贴附射流的优点相结合,送风气流顺柱壁贴附而下,撞击地板后进入工作区,在地面形成空气湖气流分布,即低风速、小温差的气流沿地面均匀扩散,提高送风效率；通过设置过滤系统,可有效的解决地板夹层中灰尘随送风气流流动导致室内空气品质下降的问题。(The invention belongs to the technical field of ventilation air conditioners, and relates to an adherent air supply device of an integrated air purification system, which comprises a column, a pre-buried air pipe, a mushroom head baffle, an air outlet plate and an annular air deflector; the upper end of the column body is connected with the air outlet plate, and the mushroom head baffle plate cover is arranged above the air outlet plate; the center of the air outlet plate is provided with a circular air outlet, and the outer edge of the air outlet plate is provided with an annular air outlet; the annular air deflector is arranged between the circular air outlet and the annular air outlet; a pre-filtering net, an active carbon filter and a middle-effect filter are sequentially arranged in the column body from bottom to top. The air supply method combines the advantages of an air supply system and the advantages of attached jet flow, the air supply airflow is attached to the lower part along the column wall and enters a working area after impacting the floor, air lake airflow distribution is formed on the ground, namely, the airflow with low air speed and small temperature difference is uniformly diffused along the ground, and the air supply efficiency is improved; through setting up filtration system, can effectually solve the problem that dust flows along with the air supply air current and leads to the decline of indoor air quality in the floor intermediate layer.)
技术领域
本发明属于通风空调
技术领域
，特别涉及一种集成空气净化系统的贴壁送风装置及其送风方法。背景技术
室内空间气流组织的主要形式为混合通风和置换通风两大类：
混合通风通过机械力为驱动输送空气与室内空气混合达到设计参数的源动力。机械力一般与室内热羽流浮升力方向“相反”——送风与室内空气强烈掺混，基本上不存在热分层现象，全空间温湿度均匀分布。但混合通风以消除室内全部负荷为目标，通风效率较低；而置换通风由下至上地置换室内污染空气，考虑了热浮升力与机械力的“协同”作用，送风与室内空气不发生混合或者仅存在少量混合，该通风形式可以实现较好的空气品质，通风效率较高，有效消除工作区的冷热负荷，保障调控对象的生活或生产需求。
地板送风策略与置换通风相同，如图10所示，将通风系统的管道布置于地板夹层内，送风通过地板散流器进入室内，受室内热源热浮升力的作用和/或排风口卷吸作用向上流动，从顶部排风口处流出。地板送风空调系统可通过合适的温度分层设计，以较低的能耗达到相同的热舒适及较好的空气品质。
然而，采用地板送风在实际工程应用中发现以下不足之处：
地板送风为了防止在工作区内产生送风的冷感，通常送风温差与室内较小、送风速度较低，负担室内相同冷负荷时，系统风量较大，末端能耗较高；同时由于人员走动极易将灰尘带入室内，地板送风采用抬高地板高度设计，不再增设风管，直接将该空间作为气流通道，内部的灰尘和污染物无法通过空调机组净化，将随着送风气流送入室内，室内空气品质将随之下降；同时送风温度及相对湿度未引起重视且未受到控制的话，在送风温度过低或相对湿度过高的情况下，会导致地板下的机线及建筑楼板结露，容易引起部分设备损坏、短路以及腐蚀，出现发霉现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成空气净化系统的贴壁送风装置及其送风方法，解决了现有地板送风送风品质差及易导致设备损坏的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种集成空气净化系统的贴壁送风装置，包括柱体、预埋风管、蘑菇头挡板、出风板和环形导风板；
柱体下端与预埋风管连接，上端与出风板连接，蘑菇头挡板盖设在出风板上方；出风板的中心开有圆形出风口，在出风板的外缘开有环形出风口；
环形导风板放置在圆形出风口和环形出风口之间；
圆形出风口与柱体内腔连通，蘑菇头挡板为空心腔体；
在柱体内部从下至上依次设有预滤网、活性炭过滤器和中效过滤器。
进一步，圆形出风口和环形出风口均为格栅风口。
进一步，环形出风口与圆形出风口的面积相同。
进一步，环形导风板的截面形状为半圆形。
进一步，圆形出风口的送风速度范围为1-4m/s。
进一步，蘑菇头挡板和出风板通过若干根承重圆柱连接。
进一步，在柱体侧壁上安装有控制器。
进一步，安装时，预埋风管布置于地板夹层中，在预埋管道上安装有风量调节装置，预埋风管与送风机组连接。
进一步，在柱体侧壁上设有箱门。
本发明还公开了所述贴壁送风装置的送风方法，包括以下过程：
送风气流经预埋管道从柱体下端进入柱体，依次经预滤网、活性炭过滤器和中效过滤器过滤后，从柱体上端的圆形出风口流出，送风气流在蘑菇头挡板内撞击后，沿周向蔓延流动，从环形出风口流出，送风气流贴附柱体壁面向下流动，撞击地面后沿水平方向偏转，形成空气湖沿地面蔓延开来。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种集成空气净化系统的贴壁送风装置，包括柱体、预埋风管、蘑菇头挡板、出风板和环形导风板；出风板的中心开有圆形出风口，在出风板的外缘开有环形出风口，环形导风板放置在圆形出风口和环形出风口之间，蘑菇头挡板盖设在出风板上方，送风气流在蘑菇头挡板内撞击后，沿周向蔓延开来，从环形出风口流出，送风气流贴附柱体壁面向下流动，将送风系统和贴附射流的优点相结合，取代了原有的地板送风方式，送风气流顺柱壁贴附而下，撞击地板后进入工作区，在地面形成“空气湖”气流分布，即低风速、小温差的气流沿地面均匀扩散，提高了送风效率，同时解决了大空间冬季热风难以送及工作区的问题；同时将该送风装置与柱体相结合，降低系统占用空间，便于安装；通过送风口处蘑菇状挡板结构的创新设计，即可实现柱体贴附送风的效果，同时在柱体内部从下至上依次设有预滤网、活性炭过滤器和中效过滤器，通过内部设置过滤系统，可有效的解决地板夹层中灰尘随送风气流流动导致室内空气品质下降的问题；该通风柱在送风的同时还可起到装饰作用，应用场景广泛、经济成本低；通过环形导流板的结构设计，将环形导风板与蘑菇头状挡板结合，有效降低了蘑菇头内部区域气流流动阻力，提高送风效率，送风气流偏转通过环形出风口送入室内，送风气流贴附柱体壁面向下流动。本发明能在电子设备用房、大空间办公室、洁净等级较高等环境中进行推广、借鉴和应用。
进一步，环形导风板的截面形状为半圆形，当送风气流从出风口流出时，环形导风板起到导流作用，减少送风气流的流动阻力，通过导流后偏转向环形出风口流动。
进一步，环形出风口与出风口面积相同，保证出风速度相同，减少噪声的出现。
本发明还公开了该贴壁送风装置的送风方法，送风气流通过预埋风管送入柱体内，依次通过预滤网、活性炭过滤器、中效过滤器后送入室内，有效的提高了室内空气品质质量，改善送风效果；送风气流在蘑菇头挡板内撞击后，从环形出风口流出，送风气流贴附柱体壁面向下流动，撞击地面后沿水平方向偏转，形成空气湖沿地面蔓延开来，对人体产生的吹风感较小，空气湖布满整个空间，送风效果较为理想。
附图说明
图1是本发明的送风装置整体结构示意图；
图2是本发明的送风装置结构分解示意图；
图3是本发明的送风装置正视剖视结构示意图；
图4是本发明的出风板的结构示意图；
图5是应用本发明送风装置气流流动示意图；
图6是应用本发明送风装置布置房间内示意图；
图7是应用本发明送风装置在室内正视结构示意图；
图8是本发明实施例1内送回风中截面处速度分布云图，图8(a1)是室内截面图，图8(a2)是该截面速度分布云图，图8(a3)是地面速度分布云图；
图9是本发明实施例2内建筑空间对角截面处等值线图，图9(a1)是室内截面图，图9(a2)是该截面速度分布云图，图9(a3)是该截面温度分布云图；
图10是本发明对比实施例3内建筑空间对角截面处等值线图，图10(a1)是室内截面图，图10(a2)是该截面速度分布云图，图10(a3)是该截面温度分布云图。
图中：1、蘑菇头挡板；2、环形出风口；3、环形导风板；4、出风板；5、承重圆柱；6、柱体；7、中效过滤器；8、活性炭过滤器；9、预滤网；10、预埋风管；11、风量调节装置；12、控制器；13、第一箱门；14、第二箱门；15、第三箱门；16、圆形出风口。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明的思路是：利用柱壁贴附射流送风方法，将原有地板送风方式进行优化，送风气流通过贴附送风改善送风效果，同时结合空气净化装置，改善送风空气品质。
如图1-2所示，本发明提供了一种集成空气净化系统的贴壁送风装置，包括柱体6、预埋风管10、蘑菇头挡板1、出风板4和环形导风板3；柱体6下端与预埋风管10连接，上端与出风板4连接，蘑菇头挡板1盖设在出风板4上方；出风板4的中心开有圆形出风口16，在出风板4的外缘开有环形出风口2；环形导风板3放置在圆形出风口16和环形出风口2之间；圆形出风口16与柱体6内腔连通，蘑菇头挡板1为空心腔体；在柱体6内部从下至上依次设有预滤网9、活性炭过滤器8和中效过滤器7。
预滤网9起到粗效过滤作用，滤材多为玻璃纤维、人造纤维等，作为更高级过滤器的初滤，起到一定保护作用；活性炭过滤器8作为中效过滤器7的前级保护，用于吸附甲醛、TVOC等，具有除味、去湿、防霉、杀菌、净化等功能，清除环境污染；中效过滤器7风量大、阻力小、可重复清洁使用，用于捕集1-5um的颗粒灰尘及各种悬浮物。
圆柱的边际效应会对流场产生一定影响，推荐的环形出风口2宽度为30～150mm。
柱体6可通过装饰与承重柱材质相同来保证不影响室内美观效果；该送风装置使用空间广泛，大空间中可布置多个所属送风装置；该送风装置柱体6形状可根据实际环境设置为圆柱或方柱，根据实际空间尺寸、场景需要，取代原有地板送风形式，改善送风效果。
蘑菇头状挡板与出风板4通过承重圆柱5进行连接，安装在柱体6上部，承重圆柱5不影响整体气流流动。
圆形出风口16和环形出风口2均为格栅风口。
更优地，在柱体6的侧壁上安装有箱门，箱门包括第一箱门13、第二箱门14和第三箱门15，可以分别取出预滤网9、活性炭过滤器8和中效过滤器7，用于清理、更换、维修由预滤网9、活性炭过滤器8和中效过滤器7组成的过滤单元。
如图2所示，环形导风板3的截面形状为半圆形，当送风气流从出风口流出时，环形导风板3起到导流作用，减少送风气流的流动阻力，通过导流后偏转向环形出风口2流动。
预埋风管10一端与柱体6连接，一端布置于地板夹层中，与送风机组连接，所述预埋风管10为防火保温软接管或金属管。
风量调节装置11安装至预埋风管10中，采用电动手动两方式进行控制。
在柱体6上安装有控制器12，通过电力控制送风启停、送风模式制热、制冷、新风等、送风速度、送风温度等参数。
柱体6半径为R，柱体6高度为H，根据送风量、房间尺寸对柱体6半径、出风口半径确定，环形出风口2与圆形出风口16面积应保证相同，圆形出风口16的送风速度范围为1-4m/s。
本发明的关键在于通过送风装置的创新设计，取代原有的地板送风方式，如图3所示，环形出风口2沿柱体6周向布置，送风气流通过圆形出风口16，经蘑菇头挡板1阻挡后，从环形出风口2流出，送风气流贴附柱体6壁面向下流动，撞击地面后沿水平方向偏转，形成低风速、小温差的空气湖沿地面蔓延开来；同时柱体6内增设空气净化装置，防止地板夹层中灰尘随送风气流送入室内，改善送风空气品质。
实施例1
对于大空间办公室或数据中心机房，现有技术常采用顶部混合送风或地板送风方式，存在通风效率低、送风空气品质不理想等问题，本实施例在房间中间布置送风装置，送风机组可采用组合式空调机组或新风机组等，如图4和5所示，预埋风管10与其连接，布置于地板夹层中，送风气流通过过滤单元后撞击蘑菇头状挡板由环形出风口2送出，贴附柱体6壁面向下流动到地面，沿地面蔓延到全室，形成空气湖。
如图8(a1)所示，房间结构参数为20m×20m×3m(长×宽×高)，柱体6半径为0.5m，环形出风口2宽度为0.05m，距地高度为1.7m，该实施例为等温送新风情况，出风口出风速度为4m/s，回风口布置在天花板上部，四个回风口尺寸均为200mm×200mm，合理布置室内顶部，总排风量与总送风量相等。
实施例2
对于办公空间，如图9(a1)所示，其结构参数为10m×10m×3m，布置通风柱位于房间中间，夏季制冷工况下，室内设计温度为26℃，侧墙均匀布置热源25.7W/㎡，送风速度为2m/s，送风温度为18℃，回风口布置于房间上部，柱体6半径为0.5m，环形出风口2宽度为0.05m，四个回风口尺寸为0.4m×0.4m，布置在房间顶部。
对比实施例3
如图10所示，其他与实施例2相同，如图10(a1)所示，其结构参数为10m×10m×3m，送风方式采用现有的地板送风，四个圆形送风口布置于地面，送风口面积为0.1㎡，送风速度为0.8m/s，总送风量与实施例2相同。
各实施例分析
1、本发明的实施例1分析
将该发明作为送新风装置，从图8(a2)室内中截面速度云图来看，该送风装置可形成贴附送风气流组织形式，送风速度为4m/s时，可在大空间办公室地面形成空气湖，送风距离可达到10m(末端速度0.2m/s)，对于短期逗留区域，送风速度宜小于0.5m/s，因此实施例中对人体产生的吹风感较小；从图8(a3)地面速度云图来看，送风气流贴附柱壁向下流动，到达地面后将沿柱体6周向蔓延开来，“空气湖”布满整个空间(末端风速0.2m/s)，送风效果较为理想。
2、本发明实施例2与现有技术对比实施例3间的对比
由图9(a2)、图10(a2)可知，速度分布方面，实施例2送风气流撞击蘑菇头状挡板后贴附柱体6流动，随后撞击地面沿地面蔓延开来形成空气湖，同时空气湖内送风速度小于0.3m/s，不会对人产生吹风感；而对比实施例3采用地板送风方式时，为避免对人体脚踝产生的吹风感，送风速度不宜过大，送风气流受动量作用影响向上流动，随着送风距离的增加不断卷席周围空气，到达房间顶部天花板后蔓延开来，随后受排风口的卷吸作用向顶部排风口处流动，送风气流未送入人员工作区内，送风效果并不理想。
温度分布方面，对于工作区内温差范围，要求脚踝处(距地0.1m)与站姿头部处距地1.7m)二者温差小于等于3.0℃，由图9(a3)、图10(a3)可以看出，无论是采用地板送风还是贴壁送风装置送风，垂直温差均小于3.0℃，不会对人产生“头暖脚凉”现象，而这也正是置换通风和贴附送风方式的优势所在。
综上所述，相对于现有的地板送风方式，采用该送风装置贴附送风时，能够减少人员吹风感，送风气流可在地面蔓延开来形成“空气湖”，送风均匀性有所提高。
为了进一步比较本发明送风装置设计与现有地板送风方式的优劣，考虑气流分布方式的能量利用有效性，可用能量利用系数η来表达，即
式中tp、tn、t0——分别为排风温度，工作区空气平均温度和送风温度
通过该公式计算实施例2和对比实施例3的能量利用系数分别为1.07和0.93，因此采用该送风装置，能量利用效率提高了13.1％。
综上，本发明具有明显的技术先进性，显著的经济性和很强的实用性，能在大空间办公室、数据中心机房等商业建筑环境中进行推广、借鉴和应用。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种智慧建筑新风系统