诱导风机.docx

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诱导风机

诱导风机

说德州是全国的玻璃钢和中央空调生产基地，作为一个德州人不免有王婆卖瓜的嫌疑。

但无可置疑的是提起玻璃钢和中央空调，业内人士首先想到的就是德州！

！

！

作为一个电子研发行业的我，接触这个行业是在2001年。

那时我仍在一家本地比较有名的电子企业搞研发工作。

而惠风（德州空调设备有限公司以后简称惠风）建厂5年有余，在风机行业发展迅速，以质量优势，已占领德州的半壁江山。

我因为业务的关系给惠风设计了一套风机的控制装置。

从此介入了中央空调行业的通风系统领域。

进入这个领域久了，不免有一些经验之谈供同行借荐，希望对这个行业的发展有所帮助。

通风系统是中央空调一个组成部分，目的是给安装了中央空调的空间内更换新风。

传统的通风系统都是以风管风道和管道风机以及进风机和排风机为组成主体的系统。

这种系统因发展的时间久远，企业及设计院设计经验丰富，以通风效果佳，易于设计，在通风领域占主导地位。

但它的缺点是：

在空间上必预先留出位置，建筑成本高；而在空间内风的流动感不强。

在2000年左右，诱导风机通风系统已是欧美等国家地下国库的首选通风系统。

于是在国内诱导风机也逐渐发展起来，成为通风系统不可替代的一个产品。

应用诱导风机组成通风系统，有它的显著特点：

1、在空间上不用预留位置，节省建筑成本。

2、在空间内的任一位置都有流动风，无死角。

3、还可与传统的通风系统相配套，使原系统通风效果优化。

具体的通风原理，想信业内人士早已知晓，这里不再细表。

我到公司时，也就是01年左右，公司的诱导风机早已是量产产品，在业内也是开发诱导风机较早的企业之一。

到惠风公司之后的第一个任务，就是研发智能型诱导风机。

提出这个要求，是市场调研综合出的一致结论。

认为：

1、诱导风机前景看好，但技术含量低，容易仿造。

2、不能适用于现代化大型智能车库的通风系统。

3、均须手动操作，在一定意义上增加了运行成本。

在这结论的基础上，公司认为要保持公司原诱导风机的市场份额并加以拓展，那就必须以市场为导向研发新产品。

任务也自然落在了我的肩上。

  公司有了这样的目标，但怎么做，做成什么样的，却又全无头绪。

  在当时，做诱导风机的厂家在国内倒是不少，但做智能型的诱导风机，却是一个也找不到。

于是，只能凭市场反馈的声音和想象力了。

之后，跑建筑设计院、消防局、各大中央空调企业、业内专家，听听各方面的建议。

在心里对智能型诱导风机的方案有了一定的概念。

拿出方案经过论证可行后，经过几个月的研发工作，终于第一台原型机下线了。

虽然听到智能诱导研发成功的消息后，当时就有不少厂家要求定货，但公司对产品要求比较严格，对外观和实用性不太满意。

于是在外观和功能方面的改进马上进行了，不到一个月的时间，第二代智能诱导风机便下线了。

在各方面产品都表现良好，于是便正式投入了市场。

时间到了02年的下半年，改进的声音又反馈回来，主要原因是1、产品只对CO反应，对其他如烟雾，CH4等气体不反应。

2、和消防没有握手机制 3、有的要求增加温度控制

于是，在03年年初，第三代智能诱导风机便投入了市场，它外观简捷，功能实用，安装方便，很快得到广大客户的认可。

  经过04、05不到两年的时间，从市场的反馈来看，惠风的智能诱导风机是以实用为主导优势的。

这随后的两年中，国内也有几家公司也相继推出了各具特色的智能型诱导风机。

  05年的下半年，有很特别的声音传到了公司，“智能诱导风机价格高了点儿。

”

  这是一个无法解决的矛盾，加入了控制器，比起普通诱导风机，成本增加了，价格自然也就高了些。

开始时，公司不以为意。

但后来，反应的多了，便派出了市场调查人员。

经过一段时间调查，认为反映这种情况属实，但基本上是那些中低档的大型车库。

全部安装智能诱导风机成本是有些偏高。

  于是有人想，能不能造出一种装置，一台就能控制整个车库或大部分的普通诱导风机，使之成为智能化的通风系统。

这样，用户只购买普通诱导风机和一两台控制器就可以，既照顾了成本，又考虑了功能。

这是个不错的方案。

有了需求就有了目标，有了想法就有了实现的途径。

于是经过几代的更新，第三代诱导风机智能控制器便诞生了。

它集传感器、定时控制、消防联动几大功能于一体，同时外观美观大方，操作简单，外型时尚，结实耐用。

在中央空调行业内五六年的时间不算长，作为一个电子产品的研发者的我来说，体会到一点，单纯的搞电子产品，想搞出明堂，要么技术含量高，别人搞不出来；要么大众非常认可，刚搞出来就市场大好。

可这两点要做到一点，在德州这样的整体环境来说确实不容易。

但和某些行业结合，走配套设计不能不说是一种捷径。

从德州的中央空调行业整体来看，虽然市场份额比较大，但技术含量低却是通一的垢病。

而电子相关配套的加入是增加技术含量的一个途径。

在我原有的那个电子企业时，搞电子产品研发，头脑中首先想的便是增加产品的技术含量。

可是搞到最后，不是因为开发周期长错过了市场，要不就是产品开发了出来却不实用。

开发10个产品有两个能投入市场就很不错了。

毕竟，电子产品更新换代太快了，当你看上一个产品有市场，而等你开发出来，市场可能就把这个产品淘汰了。

而在这个中央空调行业内，开发10个产品一般只有两个下马！

！

！

当然，我只是说我配套的电子部分。

而且更新换代远比不上纯电子产品更新换代的速度。

同样，电子和其他行业结合也是同样的状况。

当然，这只是我个人的想法。

上大学时，在导师的带领下，刚进入到电子研发，天真地认为只要能搞出产品，就会得到企业和社会的认可。

工作这么多年以后，才发现完全不是那么一回事。

在产品的研发阶段，动力来自于自己对工作的热情和任务的压力。

研发成功后，领导的认可也只是一时的奖励和例行公事。

要让企业真正认可你开发出的产品，只有市场！

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！

市场成功了，别人会对你刮目相看；不成功便会把怨气都发在你的头上，开发的什么产品啊，这么贵，谁买！

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可是，当初合算成本，估算价格，定制可行方案是公司一致通过的结果，大伙都不约而同的一起忘记了！

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！

这就是市场决定产品的原则，不能怪谁！

！

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进入中央空调电子配套研发领域，一晃也六七年过去了，便有了一些感想，技术含量不高，说出来，易于大伙理解，希望对德州的中央空调行业的发展做一点儿贡献，也对在正在做这项工作的同行们表示一点儿理解和支持。

大家要是对我们公司的产品有了什么新的想法，或者对我的论点有什么异义，尽请批评指导，在此先谢谢了！

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要无风道诱导风机空调系统是一种新型的空调系统，本文介绍了其基本工作原理和组成。

提出了可供工程设计的气流组织计算方法，提供了计算所需要的，以实验为基础获得的实验数据。

给出了具体的设计步骤和计算例题。

对多股平行非等温射流、贴附射流对射流特性的影响进行了讨论。

关键词诱导风机空调系统气流组织设计方法1引言

　　无风道诱导风机已经广泛应用于国内地下停车场，至仿已有近万中诱导风机使用在国内几百个地下停车场内，为改善地下停车场的空气品质，降低地下停车场通风系统的一次投资和运转费用起到了一定的作用。

实际上，这种通风空调系统在国外，除了用于地下停车场的通风换气以外，在高大空间空调系统中也得到了广泛的应用，尤其是在日本应用工程很多，其中些典型应用实例引人注目。

　　2001的在广州国际会展中心的空调设计中，日本佐藤设计事务所在大面积的展览会场中，采用了无风道诱导风机空调系统，这是这种系统第一次在国内空调工程中应用，因此引起了国内空调界极大的兴趣，也引发了对这种系统在空调工程中可行性的激烈争论。

　　由于在广州国际会展中心的空调设计中，日方只提供了设计方案，而未提供设计所必需的计算资料，因此给国内设计人员的设计造成了很大的困难，同进也增加了这种能风空调系统神秘的色彩。

为解决无风道诱导通风系统在空调工程应用过程中所缺少的设计计算资料，笔者从2001年中期开始，对这种系统进行了深入的研究，通过对其主要部件的改造，性能的测试，以及设计计算方法的研究，尤其是通过实际工程的实践，基本上掌握了这种系统工程空调工程的设计计算方法，为今后在国内空调工程中推广和应用这种先进系统提供一实用的设计参考资料。

2工作原理及系统的组成

　　　　　　　　　　图1无风道诱导风机空调系统示意图

　　目前可利用的诱导风机机组有两种形式，一种形式为：

诱导风机机组有三个送风口，且送风口的位置有5个方向可以安装，回风口置于机组后部和两侧上部，这种被称为TOPVENT®2的诱导风机为瑞典ABB公司在日本的控股公司富列克特（Flkt）公司的专利产品[2]。

另一种形式为：

诱导风机采用上下角度分别可以调节30°的平面送风口，由于单机风口的宽度可以达到1800mm，因此可能形成很宽的平面射流，回风口可以设在机组后部，或者下部，这一产品已由笔者研制成功，并获得中国专利。

3设计计算方法

　　采用诱导风机替代传统的风道用于空调系统，其风险性远远大于常规有道空调系统，可能出现的问题是：

①由空调机组送出的冷（热）风未能达到诱导风机处，就下落，结果在空调房间内出现明显的区域温差；②冷气流中途下落，导致明显的"吹风感"，引起人体不舒适；③送风不送到所有需要空调的区域，形成气流停滞区；④气流噪声问题；⑤热风下送总是。

上述这些问题，归纳起来，在设计过程中需要解决的实际上就是：

①气流组织计算问题；②气流组织形式问题。

下面分别说明。

　　3．1气流组织计算

　　3．1．1基本计算公式

　　虽然最近十年，CFD技术在气流组织设计中已得到一定的应用，但是由于影响因素繁多，其准确性沿无法替代以实验为基础的计算方法。

国内外空调工程设计中采用的主要还是以实验为基础的计算方法。

如图1所示，无风道诱导风机空调系统，实际上是多股喷口射流的叠加。

气流组织计算的目的就是确定：

①轴心速度衰减规律；②轴心轨迹，即射流落差；③轴心温度衰减规律。

目前国际上使用的射流计算公式的形式基本相同[3～5]，主要区别在于通过实验得到经验系数不尽相同。

　　轴心速度衰减公式：

（1）　　

　　式中　V0--出风口平均风速，m/s；

　　　　　Vx--射程X处轴心速度，m/s；

　　　　　K1--轴心速度常数，无因次；

　　　　　A0--出风口有效面积，m2。

　　　　　X--射程，m。

　　非等温射流轴心轨迹，即射流落差计算公式：

（2）

式中　Y--射流轴心偏离水平轴之距离，m；

　　　　　a0--射流出口轴线与水平轴之夹角；

　　　　　y--系数，与风口形式和尺寸有关，y=0.47±0.06，无因次；

　　　　　K2--轴心温度常数，无因次；

　　　　　Ar0--阿基米德数。

　　轴心温度衰减规律：

　　　　　　　　　　　　　　　　（3）

　　式中　TO--出风口送风温度，℃；

　　　　　TX--射程X处轴心温度，℃；

　　　　　TR--回风温度，℃；

　　诱导风机用于空调系统与用于通风系统时，最大的区别就是前者是非等温送风，而后者是等温送风，对于非等温射流，其射程、轴心轨迹、轴心速度衰减、轴心温度衰减都将受到阿基米德准数的影响[3]。

虽然气流组织已经是一个很老的课题，但是目前可供工程设计使用的较准确的计算公式并不完善，例如非等温送风的轴心速度衰减就缺乏可靠的计算公式，因此对于非等温送风，目前国外仍然采用式

（2）进行计算[3]。

同时，采用什么样的公式进行计算尚存在较大的分歧。

　　3．1．2轴心速度常数和轴心温度常数

　　常用风口的轴心速度和轴心温度常数表1

　　由图2和图3可以看出：

①K1并非一个常数；②虽然诱导风机上的三个喷口形式、尺寸完全相同，但是由于安装部位和出风角度不同，K1不同；③射程超过6m之后，诱导风机喷口K1基本不变；④对于DVN球型喷口，出口速度增加，射程增加，K1减少。

　　　　　　　　　图2诱导风机机组球型喷口轴心速度常数K1

　　　　　　　　　图3DVN型球型喷口轴心速度常数K1

　3．1．3贴附射流的影响

　　诱导风机一般都是挂在天花下部，因此除了将喷嘴置于诱导风机的底部下送外，射流一般都会贴附在天花上，形成贴附射流，通常是将贴附射流视而不见为自由射流的一半，风口断面面积加倍，因此轴心常数等于自由射流的

，即表1最大值6.2变成8.77。

　　对于贴附射流，人们最关心的是非等温射流的贴附长度，即射流分离距离，对于非等温附射流，式（4）是目前使用最广泛的一种计算公式[8]：

　　　　　　　（4）

　　式中xs--射流分离距离，m；ΔP--风口静压降，Pa。

　　3．1．4多股平行射流的影响

　　由于无风道诱导风机空调系统一般都是采用多台空调机组和多台诱导风机并列，因此实际上都为多股平行非等温射流，由式（5）可以看出[1]，多股平行射流的速度衰减慢于单股射流，射流射程加长。

　　　　　　　　　（5）

　　其中l--喷口之间的间距，m。

　　比较式

（1）和式（5）可以看出，多股平行射流与单股射流的区别在于前者多了一项

，图4表示了4种不同喷口间距下，相同的射程时，两种射流轴心速度的差异，由图可知，当喷口之间的间距超过了2m时，两种射流的差异已经非常小。

　　3．1．5设计计算方法

　　利用式

（1）～式（4）和实验所得喷口轴心速度常数K1即可进行无风道诱导风机空调系统设计计算。

设计步骤如下所述：

　　3．2气流组织形式

　　由于无风道诱导风机空调系统是利用空气气流来分布处理过的空气，因此气流组织形式，即空调机组和诱导风机的位置，以及布置方式对整个空调系统的使用效果影响甚大。

空调机组一般沿墙布置，可以是单侧送风、双侧对送，对角线对送。

空调机组，即送风口的高度和角度应该通过计算确定，以保证在设计的射程内，射流能到达第一排诱导风机所处的位置，宜采用贴附送风。

空调机组之间的距离，应考虑到气流的覆盖面，由于射流的出风平角一般为22°，因此应该通过作图的方法，尽可能减少气流无法覆盖的区域的面积。

为了解决冷风过早的进入工作区，同时解决热风难以下送的难题，空调机组应该采用送风角度可以电支调节的喷口，DVN球型喷口可以用手动和电动方式和上和向下调节30°，合理的送风角度应由计算确定。

　　第一排诱导风机的离空调机组的距离，诱导风机之间的距离，应由计算确定。

诱导风机排间距的确定与空调机组之间的距离的原则相同。

当空调系统总射程较远，空间较大，射流离地面较高时，宜采用TOPVENT?

®2形式诱导风机机组，可以在诱导风机的前部布置两个喷口，在诱导风机的下部布置一个喷口，使得在形成向前的主气流的同时，在诱导风机的下部形成一股垂直向下的空调送风气流，以便减少室内的区域温差，这点对冬季需要送热风的建筑尤为重要。

对于层高不高的大面积空间，宜采用平面送风形式的诱导风机，由于这种诱导风机的出风口角度可以向上下各调节30°，出风口为很宽的扁平射流，因此空调效果更加理想。

4结论

　　无风道诱导通风系统应用于高大空间的空调系统，是一种大胆的尝试，这是一种值得推广的新的空调系统设计方法。

理论和实验研究，以及工程实践证明这种空调系统是可选择，在经济上优于常规空调系统。

本文提出的计算方法，经工程实践验证可供工程设计计算参考。

但是要使得这一先进的空调系统使用到更广泛的建筑中去，并取得更好的使用效果，政治家很多课题需要探讨，其中在设计计算方法中，如温度衰减计算、速度衰减计算、多股非等温水平射流计算等等，还需要进行深入的研究。

诱导风机原理：

运用空气动力学原理，以少量高速喷流气体的扰动特性，来诱导及搅拌周围大量静止空气，从而带动空气流通。

在无风管的前提下，喷流的中心速度由出风口起逐渐减低，但是喷流宽度逐渐增加，周围所诱导的空气量也逐渐增加。

根据这个原理，新风被诱导，并送到第二个安装在第一个有效射程内的风机，依次送下去，新风被送到必要的区域，最后经排风机排出室外。

从而达到改善室内空气质量,稀释CO的目的。