一種形成空氣池氣流組織的單側(cè)通風(fēng)裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通風(fēng)裝置，具體涉及一種形成空氣池氣流組織的單側(cè)通風(fēng)裝置及 其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代人在經(jīng)歷了"煤煙污染"和"光化學(xué)污染"的危害之后，正在遭受著以"室內(nèi)空 氣污染"為主的第三次污染。據(jù)美國專家研究表明，室內(nèi)空氣污染的程度要比室外嚴重2-5 倍，在特殊情況下甚至可達到100倍。要改善室內(nèi)空氣污染，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量的最直接有 效的辦法就是提高室內(nèi)空氣的流通，加快室內(nèi)污染空氣的排出，加速室外新鮮空氣的注入。 由于置換通風(fēng)可使室內(nèi)工作區(qū)得到較高的空氣品質(zhì)、較高的熱舒適性并具有較高的通風(fēng)效 率，因此目前置換通風(fēng)是空調(diào)系統(tǒng)中較為廣泛應(yīng)用的通風(fēng)形式。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中常用條縫型面式通風(fēng)系統(tǒng)來實現(xiàn)室內(nèi)送風(fēng)，送風(fēng)口為條縫形，長寬比 可達1:50,送出的氣流以面狀方式送出。該系統(tǒng)條縫型風(fēng)口安裝在側(cè)墻上，送出的面式氣流 依靠墻體的貼附作用送達工作區(qū)。但是條縫型面式通風(fēng)系統(tǒng)在運行時仍然存在一些缺陷， 由于其送風(fēng)口為條縫型，屬于扁平射流，氣流軸心速度衰減快，貼附射程較短，溫差和速度 變化較快；并且條縫型面式通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)氣流覆蓋的室內(nèi)工作區(qū)范圍有限。
[0004] 同時，中國專利（專利號：200710018332. 2)，該送風(fēng)方式中送風(fēng)口為矩形，利用送 風(fēng)口與墻角的兩面?zhèn)葔π纬呻p面貼附射流的送風(fēng)方式來提高送風(fēng)空氣品質(zhì)和效果。但是在 具體實施時卻存在問題，該發(fā)明的送風(fēng)口為矩形，盡管其已經(jīng)貼附兩面?zhèn)葔Γ窃谙嗤?送風(fēng)量和送風(fēng)速度下，該矩形送風(fēng)口與上述的條縫型面式通風(fēng)系統(tǒng)一樣，送出的氣流與周 圍室內(nèi)空氣接觸面積較大，會導(dǎo)致送風(fēng)氣流就會較早的與室內(nèi)污染（熱）空氣混合，降低送 風(fēng)品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題或缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種形成空氣 池氣流組織的單側(cè)通風(fēng)裝置及其控制方法。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種形成空氣池氣流組織的通風(fēng)裝置，包括豎直安裝在房間頂部墻角處的通風(fēng)管 道，所述通風(fēng)管道與房間連通，其橫截面為四分之一圓形，通風(fēng)管道沿豎直方向的兩個平面 分別平行于其所安裝的房間墻角處的兩個墻壁；所述通風(fēng)管道頂端送風(fēng)口外接送風(fēng)裝置； 所述房間頂部還設(shè)置有排風(fēng)裝置，所述排風(fēng)裝置與房間相連通。
[0008] 具體地，所述送風(fēng)裝置包括送風(fēng)管，所述送風(fēng)管上沿風(fēng)向依次設(shè)置有新風(fēng)閥和送 風(fēng)閥，所述送風(fēng)管的末端連接所述通風(fēng)管道。
[0009] 具體地，所述排風(fēng)裝置包括排風(fēng)管，所述排風(fēng)管的一端連接房間頂部的排風(fēng)口。
[0010] 進一步地，所述排風(fēng)裝置與送風(fēng)裝置之間設(shè)置有回風(fēng)裝置。
[0011] 具體地，所述回風(fēng)裝置包括回風(fēng)管，所述回風(fēng)管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥；
[0012] 所述回風(fēng)管的兩端分別連接送風(fēng)管和排風(fēng)管；
[0013] 所述回風(fēng)裝置還包括設(shè)置在排風(fēng)管末端的排風(fēng)閥；
[0014] 所述回風(fēng)管與排風(fēng)管連接的一端安裝在排風(fēng)口與排風(fēng)閥之間，所述回風(fēng)管與送風(fēng) 管連接的一端安裝在送風(fēng)閥與新風(fēng)閥之間。
[0015] 進一步地，所述通風(fēng)管道的內(nèi)壁上安裝有熱脹冷縮層，其內(nèi)部包裹導(dǎo)溫片。
[0016] 進一步地，所述回風(fēng)管上位于排風(fēng)閥和排風(fēng)口之間設(shè)置有傳感器，所述傳感器連 接控制器，所述控制器通過導(dǎo)線與調(diào)節(jié)閥、新風(fēng)閥和導(dǎo)溫片均連接。
[0017] 進一步地，所述熱脹冷縮層外部包裹隔熱層。
[0018] 進一步地，所述通風(fēng)管道沿豎直方向的兩個平面的交線，與所述房間頂部墻角處 的豎直線之間的垂直距離為d，其與送風(fēng)口的半徑R的比值滿足OS X ^。
[0019] 一種形成空氣池氣流組織的單側(cè)通風(fēng)裝置的控制方法，具體包括以下步驟：
[0020] 步驟一：給定初始溫度值為T。，送風(fēng)管輸送的初始新風(fēng)量為Q1，回風(fēng)管輸送的初始 回風(fēng)量為Q2,則通風(fēng)管道的通風(fēng)總量Q = (^+92;溫度傳感器測得排風(fēng)管內(nèi)回風(fēng)溫度為T，并 將上述信息傳送至控制器；
[0021] 步驟二：控制器計算溫差Λ T1, AT1= T-T。，控制器發(fā)出信號至新風(fēng)閥、調(diào)節(jié)閥和 導(dǎo)溫片，控制新風(fēng)閥、調(diào)節(jié)閥的開啟程度以及導(dǎo)溫片的溫度變化，其具體實現(xiàn)方法如下：
[0022] 情況一：保持通風(fēng)管道的送風(fēng)速度不變
[0023] 若Λ 1\>0,則控制器控制新風(fēng)閥的開啟程度，使送風(fēng)管輸送的新風(fēng)量由Q1增大至 Q/，控制調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)程度，使回風(fēng)管輸送的回風(fēng)量由Q2減少至，控制貼附在通風(fēng)管 道內(nèi)壁中的導(dǎo)溫片的溫度由T1減少至T2變化，溫差A(yù)T2，且AT 2=T「T2，Q/ +Q/ >Q，溫 差Λ T2使得熱脹冷縮層厚度由L i減少至L 2，伸縮量為Λ L，Δ L = L1-L2，通風(fēng)管道的橫截面 積由A增大為Y ;
[0024] 其中，
[0025] AT1= a AT2= β AL (I)
[0026] (2)
[0027] (3)
[0028] 式中，線性系數(shù)α與β為常量；
[0029] 若Λ 1\〈0,則控制器控制新風(fēng)閥的開啟程度，使送風(fēng)管輸送的新風(fēng)量由Q1減少至 Q/，控制調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)程度，使回風(fēng)管輸送的回風(fēng)量由Q2增大至，控制貼附在通風(fēng)管 道內(nèi)壁中的導(dǎo)溫片的溫度由T1增大至T2變化，溫差A(yù)T2，且AT 2=T2-TpQ1' +Q/〈Q，變 化溫差Λ T2使得熱脹冷縮層厚度由L i增大至L 2，伸縮量為Λ L，Δ L = L2-L1，通風(fēng)管道的橫 截面積由A減小為Y ;
[0030] 情況二：通風(fēng)管道的送風(fēng)速度改變
[0031] 若AT1X),則需要通風(fēng)管道的送風(fēng)速度變大，則控制器控制新風(fēng)閥的開啟程度，使 送風(fēng)管輸送的新風(fēng)量由Q1增大至Q/，控制調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)程度，使回風(fēng)管輸送的回風(fēng)量由 Q2減少至，且Q1' +Q2' >Q;導(dǎo)溫片溫度保持不變；或者控制器單獨控制導(dǎo)溫片溫度增 大，導(dǎo)溫片的溫度由T1增大至T 2，溫差為Λ T2，且Δ T2= T 2-1\，變化溫差Λ T2使得熱脹冷縮 層厚度由L1增大至L 2，伸縮量為Λ L ( Δ L = L2-L1)，通風(fēng)管道的橫截面積由A減小為Y ;
[0032] 若Λ 1\〈0,則需要通風(fēng)管道的送風(fēng)速度變小，則控制器控制新風(fēng)閥的開啟程度，使 送風(fēng)管輸送的新風(fēng)量由Q1減小至Q/，控制調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)程度，使回風(fēng)管輸送的回風(fēng)量由 Q2增大至，且Q1' +Q2'〈Q;導(dǎo)溫片溫度保持不變；或者控制器單獨控制導(dǎo)溫片溫度減 小，導(dǎo)溫片的溫度由T1減小至T 2，溫差為Λ T2，且Δ T2= T i-T2，變化溫差Λ T2使得熱脹冷縮 層厚度由L1減小至L 2，伸縮量為Λ L ( Δ L = L1-L2)，通風(fēng)管道的橫截面積由A增大為Y。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
[0034] 1、本發(fā)明設(shè)置通風(fēng)管道，其橫截面為四分之一圓形，安裝于房間頂部墻角處，利用 送風(fēng)口與墻角的兩面?zhèn)葔π纬呻p面貼附射流的送風(fēng)方式，形成貼于墻壁的柱式送風(fēng)氣流， 減少送風(fēng)氣流對室內(nèi)空氣的卷吸，使得在送風(fēng)氣流沿側(cè)墻墻壁貼附送至工作區(qū)之前，減少 了其與室內(nèi)污染空氣或者熱空氣的混合量，提高了送風(fēng)空氣的品質(zhì)；柱式送風(fēng)氣流到達房 間底部墻角后，其形成的沖擊射流撞擊底板后，在底板上沿扇形的徑向擴散，形成的冷空氣 池覆蓋面較廣，送風(fēng)氣流最大程度的作用整個工作區(qū)，從而保證了所有工作區(qū)域空氣的新 鮮度，使工作區(qū)空氣品質(zhì)以及溫濕度滿足舒適性要求。
[0035] 2、設(shè)置送風(fēng)裝置，安裝在房間頂部墻角，不占用房間的下部空間，裝置布置簡單方 便。
[0036] 3、設(shè)置回風(fēng)裝置，將排風(fēng)管內(nèi)的氣體輸送到送風(fēng)管中，與新風(fēng)進行混合，重新輸送 到通風(fēng)管道內(nèi)，從而重復(fù)利用，節(jié)省能源。
[0037] 4、通風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置熱脹冷縮層，其內(nèi)部包裹導(dǎo)溫片，所述的熱脹冷縮層可隨著導(dǎo) 溫片的溫度變化熱脹冷縮，從而使得通風(fēng)管道的管道內(nèi)徑發(fā)生變化，控制送風(fēng)氣流進入工 作區(qū)的量，使得房間內(nèi)的溫度和濕度適宜。
[0038] 5、本發(fā)明的形成空氣池的形成空氣池氣流組織的單側(cè)通風(fēng)裝置的控制方法，根據(jù) 排風(fēng)管的溫度，方便有效地控制新風(fēng)與回風(fēng)的混合比例，以及通風(fēng)管