CN111271861A - 多孔式v型送风口 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔式V型送风口，包括送风侧板、端板和风扇滤网机组，所述风扇滤网机组固定安装于天花板上，两送风板上端分别与风扇滤网机组外框下端两侧壁固连，两送风侧板下端固定连接，两送风板与风扇滤网机组下端面形成横截面呈V形的送风管道结构，两端板固定封闭该送风管道结构两端，所述送风板侧壁上设有若干出风孔，本发明可使室内空间得到较均匀地送风效果，使室内空间气流分布更均匀，使作业人员可得到更舒适的空调，且送风气流不受作业人员的阻挡干扰而影响室内空间的洁净度，还可减少其他空调洁净设备的使用，能达到节省能源、节省初投资设备的费用与后期维护的费用的目的，可使工作空间清净度得到提升及有效的控制。

Description

多孔式V型送风口

技术领域

本发明涉一种送风口，特别是指一种多孔式V型送风口。

背景技术

传统型送风口为采用固定式配置的平板式出风口，其出风面积 小，单点式送风。这种送风方式使得送风分布较不均匀，相对 地内空间之温湿度不易控制，且洁净度较差。传统型送风口需 要在天花板上方设置风管，占用天花板上方的空间大，因而使 室内高度降低。

在实际工程建造过程中，往往是先确定室内空间的用途与 尺寸大小，并未针对室内空间的空调型式与气流型态做进一步 的考量。此情况势必会产生室内空间布局与气流流向相互牴触， 而发生与现状不吻合的现象。当两者发生冲突时，绝大多数的 业者会忽略气流组织型态的重要性，因而造成气流组织先天性 的缺陷与不足，严重的使整个室内空间的温湿度与洁净度难以 满足设计需求，甚至造成空调能源产生巨大的浪费。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种多孔式V型送风口， 该多孔式V型送风口的送风面积广，气流非常均匀。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种多孔 式V型送风口，包括送风侧板、端板和风扇滤网机组，所述风 扇滤网机组固定安装于天花板上，两送风板上端分别与风扇滤 网机组外框下端两侧壁固连，两送风侧板下端固定连接，两送 风板与风扇滤网机组下端面形成横截面呈V形的送风管道结构， 两端板固定封闭该送风管道结构两端，所述送风板侧壁上设有 若干出风孔。

作为本发明的进一步改进，还设有水平底板，水平底板两 侧分别与两送风侧板下端固连，水平底板沿送风管道结构长度 方向的两端分别与端板固连，所述水平底板上也设有若干出风 孔。

作为本发明的进一步改进，所述送风板内侧壁上自上而下 的间隔设有若干组凸出于送分板内侧的刮风片。

作为本发明的进一步改进，所述刮风片为远离送风板一端 高度高于接触送风板一端高度的倾斜延伸结构。

作为本发明的进一步改进，所述刮风片上端还形成竖直向 上的折弯结构。

作为本发明的进一步改进，所述刮风片倾斜角度能够调节 的安装于送风板内侧，还设有定位装置，该定位装置能够将任 意倾斜角度的刮风板与送风板止动定位。

作为本发明的进一步改进，所述送风侧板、水平底板和刮 风片沿送风管道结构长度方向的两端分别形成折弯的连接片， 所述连接片与端板固定贴合连接。

作为本发明的进一步改进，所述送风侧板和水平底板均为 金属冲制多孔板。

作为本发明的进一步改进，所述风扇滤网机组外壳两相对 侧壁下端分别形成有向内折弯的折弯挡板，送风侧板上端形成 有竖直延伸段，该竖直延伸段外侧固设有L形挡片，该L形挡片 水平方向的侧壁恰止挡于风扇滤网机两侧的折弯挡板上侧，在 折弯挡板和L形挡板水平方向的侧壁之间还固定夹设有密封件。

本发明的有益效果是：本发明通过采用金属冲制多孔板安 装在风扇滤网机组下方形成横截面呈V形的送风通道，在送风 板内侧安装刮风片，该结构可使室内空间得到较均匀地送风效 果，且其气流可在V型两侧以及正中央三个方向送风，是一种 多方位送风口，使室内空间气流分布更均匀，并可直接吹送至 流线工作台作业人员，使作业人员可得到更舒适的空调，且送 风气流不受作业人员的阻挡干扰而影响室内空间的洁净度，还 可减少其他空调洁净设备的使用，能达到节省能源、节省初投 资设备的费用与后期维护的费用的目的，可使工作空间清净度 得到提升及有效的控制。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的气流流向原理示意图；

图5为本发明一种实施例主视图；

图6为本发明一种实施例侧视图；

图7为传统型出风口数值模拟图；

图8为本发明出风口数值模拟图。

具体实施方式

实施例：一种多孔式V型送风口，包括送风侧板2、端板和 风扇滤网机组1，所述风扇滤网机组1固定安装于天花板上，两 送风板上端分别与风扇滤网机组1外框下端两侧壁固连，两送 风侧板2下端固定连接，两送风板与风扇滤网机组1下端面形 成横截面呈V形的送风管道结构，两端板固定封闭该送风管道 结构两端，所述送风板侧壁上设有若干出风孔4。

在多孔式V型送风管上方外接有高效滤网及风扇(FFU机 组)，而产生气体的流动，并通过流动的速度产生动压，进而使 动压转换为静压，气流在多孔式V型出风管空间内产生静压后， 由于在V型送风管上均匀地形成有出风孔4，使气流均匀的分布 在工作空间，以达到温湿度与洁净度的控制。

采用多孔式V型送风口，其气流可同时分布于洁净工作台 面和作业人员，此时作业人员则处于气流的迎风处，所以可使 作业人员所产生的尘埃粒子对整个室内空间的洁净度影响至最 低的程度，也可使作业人员得到较佳的空调舒适度。

当室内空间长度较长时，可配合其长度延伸送风管，当室 内空间较为宽广时，可考虑实际送风距离采用矩型排列方式布 置，使室内之气流分布达到最佳化。尤其最适合流水线生产车 间环境，这样既能保证室内空间的空调温湿度与洁净度，又能 同时满足室内作业人员之舒适性。

还设有水平底板3，水平底板3两侧分别与两送风侧板2下端 固连，水平底板3沿送风管道结构长度方向的两端分别与端板固 连，所述水平底板3上也设有若干出风孔4。多孔式V型送风口为 三个方向送风，送风面积广。

所述送风板内侧壁上自上而下的间隔设有若干组凸出于送 分板内侧的刮风片5。送风板每侧至少安装一组以上刮风片5， 可提升气流的均匀度，其位置可依据实际气流需求做选择性安 装。刮风片5可将管道内的动压提前转换为静压，其气流分布效 果更佳。经刮风片5与冲孔网的整流分布，气流非常均匀，可以 说是具有全方位功能的送风口。

所述刮风片5为远离送风板一端高度高于接触送风板一端 高度的倾斜延伸结构。刮风片5与送风板侧壁之间形成V形进风 结构，整流效果更好。

所述刮风片5上端还形成竖直向上的折弯结构6。

所述刮风片5倾斜角度能够调节的安装于送风板内侧，还设 有定位装置，该定位装置能够将任意倾斜角度的刮风板与送风 板止动定位。在V型两侧的吹出面加装可调式刮风片5，使气流 分布更加合理化。

所述送风侧板2、水平底板3和刮风片5沿送风管道结构长度 方向的两端分别形成折弯的连接片，所述连接片与端板固定贴 合连接。送风口形成一体结构，结构强度高，连接稳定，不易 出现变形、损坏。

所述送风侧板2和水平底板3均为金属冲制多孔板。金属板 采用镀锌板、彩钢板或不锈钢板，可不规则冲孔至少二孔以上， 且冲孔率可依实际需求变更。出风口形式则是以金属多孔网板 冲制而成的，冲孔网目与数量及出风口为节状式，平均每节之 长度约为1.2m(搭配常用FFU尺寸规格)，实际长度可依室内空 间的大小作成长条状线型方式或矩形方式排列，可依实际室内 空间的需求改造变动。

所述风扇滤网机组1外壳两相对侧壁下端分别形成有向内 折弯的折弯挡板，送风侧板2上端形成有竖直延伸段，该竖直延 伸段外侧固设有L形挡片7，该L形挡片7水平方向的侧壁恰止挡 于风扇滤网机两侧的折弯挡板上侧，在折弯挡板和L形挡板水平 方向的侧壁之间还固定夹设有密封件8。通过该结构将送风板固 定在风扇滤网机组1外壳上，固定方便、牢固，密封状态好，确 保气流沿送风板上的气孔流出。

以空气动力学的气流运动原理作为理论基础和构思：在低 速空气动力学理论中，在动力源不变的条件下，气流流动方向、 流速与阻力受到管道、出风口的形式、气流吹出角度以及出风 口面积影响最大。

尤其是针对洁净室而言，室内的气流的主要目的是为了净 化室内空间内的微粒子，其气流的速度与流动方向等均会影响 到整个室内空间的洁净度。

使用多孔式V型送风口则可以改变传统平板式出风口送风 型态。

(1).改变成V型送风口型式，以增加出风面积。

(2).改变出风口角度，以改变气流方向。

(3).增设刮风片，导引气流流动方向。

(4).多孔冲孔板出风，送风气流更均匀。

(5).送风管长度线型配置，配合室内空间实际需求弹性延 伸或改变。

由于洁净室内的洁净度受制于气流的影响最大，特别发明 多孔式V型送风口，可改变室内之气流型态，其重点也就是在 阐述气流是影响洁净室内之洁净度与温湿度的最重要关键因 素。基本上是利用气流的运动净化原理，将空间内的微粒子稀 释、挤压或载送，从一端向另一端流动出去，使空间内的微粒 子逐渐的降低，以达到空气净化之目的。

众所皆知无论是对一般空调或洁净室而言：在一定的送风 量之下，其送风与回风之气流分布越均匀其气流循环效果会越 好。因此；本发明之构思理念，就是从改变送风口之面积、送 回风角度、气流分布与速度等等因素着手。

该多孔式V型送风口根据上述的理念，首先改善出风口面 积，将传统是平板出风口变更为孔式V型送风口，可增加送风 口之面积，且在V型送风管道内增加了刮风片，可使整个气流 循环系统分布更均匀。其次在流水线工作台的型式下更为有效， 在工作台旁的作业人员可享受更舒适的空调，且作业人员处于 工作台的送风气流方向后侧，也不会影响到工作台面上方的气 流，使气流更稳定且可以满足工作台面的气流分布与速度的要 求，其洁净效果更佳。

(一)、气流组织形态设计计算

首先考虑室内空间对气流等参数之设计要求，设计出最合 适的气流形态，并确定送风口之型式尺寸与室内空间布置，计 算出所需的气流参数，根据这些参数设计出最佳化的气流组织 形态。

多孔式V型送风口与整个室内空间之回风口构成气流循环 回路，若应用于流水线工作台，工作台面设置于。

(二)、多孔式V型送风口的气流组成形态设计：

(1)、依据多孔式V型送风口的送风量与冲孔率，来算出其实际 送风面积(A_S)。

(2)、送风量计算：基本上空调送风量的计算有『送风口温差法』 与『换气次数法』，两种送风方式：

(a).送风口温差法

若以公制单位，并在标准空气条件(一大气压atm、干球温 度20℃、相对湿度65％RH、空气密度1.2kg/m³)下，可依下式 计算出所需之送风量：

式中：

q_t：室内空间之显热负载kcal/h.

Q_S：送风量m³/h或CMH.

0.29：换算系数，在标准空气条件之下，空气之定压比热， 0.24kcal/kg·℃，比容积为0.833kg/m³。两者相 除换算出的结果kcal/m³.℃.

Δt：送回风之干球温度差℃

(b)、换气次数法

若同样以公制单位表示：

Q_s＝L×n

式中：

Q_S：送风量m³/h或CMH

L：室内容积m³

n：换气次数次/h

(3)、确定送风口出风口风速：

可依实际设计需求，根据送风量(Q_S)与送风口面积(A_S)， 求得风速：

Q_S＝A_S×V₀

同样以公制单位表示：

V_O：风速m/s

Q_S：风量m³/s

A_S：送风口送风面积m²

(4)、确定送风口之数量(N)

在实际应用中，气流的运用型态除了与风量、风速有关， 还需要考虑到气流射流自由度；当气流在室内空间循环会不断 的吸收或放出周围空气之热量产生运动热交换，会受到空气浮 力与空间边壁的影响，其气流路径由于受到上述的影响，而使 气流组成形态能产生了变化。

式中；

f_m：气流射流自由度m

F_n：垂直与单股射流的截面积m²

d_o：送风口之等效直径m

如果能够算出V₀在设计参数范围内，即认为可满足设计要求。

根据预知射流自由度

，由计算

的公式推出导如 下：

假若房间高度为H，房间宽度为B

则可求得，送风口数目N＝H·B/Fn

并可求得系统总送风量(Q_S)

式中；

Q_S：送风量m³/h或CMH

N：送风口数量

H：房间高度m

B：房间宽度m

F_n：垂直与单股射流之截面积m²

d_o：送风口与等效直径m

V_o：送风口之平均风速m/s。

从以上公式中可看出，在计算

的公式中又包含未知数 V_o，因而只能用叠代法来求V_o。即

(1)、若已知V_o，由上式可算出

；

(2)、反之若已知

，代入上式中，即可计算出V_o。

(3)、若算得风速在设计参数范围内，即认为满足设计要求， 否则重新假设V_o，重复叠代计算，直至满足设计要求 为止。

本发明除了运用气流组织形态设计计算，并可结合计算流体 力学(Computational Fluid Dynamics-CFD)方法，可以预测 气流运动状态与速度场之变化，并可以改善气流组成设计，而 使设计之准确性大大的提升。

(三)、流体在管道内压力的变化

1.依据流体在管道内流动时，包含三种压力，即静压、动压及 全压，其三种压力之间的关系为：

全压(Pt)＝静压(Ps)+动压(Pv)

因气体具有流动速度(V)，也因而产生动压，可使气流动能量在 没有损失之下，动压则会因与管道垂直碰触而转换为静压，也 随着气体之全压也上升了。

若以国际标准单位SI制表示；

V：速度(m/s)

g：重力加速度(9.8m/s²)

r：空气的密度(kg/m³)

在20℃DB、65％RH、760mmHg之标准空气其r＝1.2kg/m³

2.因多孔式V型送风口风管内静压分布均匀，且冲孔率可依实 际风量做改变，自然就会使送风之气流流动更均匀。

3.因送入室内空间的气流均匀，可使室内空间的洁净空间送 风分布更均匀，气流可直接瞄对作业人员或洁净部件，因此可 更稳定的控制室内空间之洁净度的稳定性，并可提升工作空间 之洁净度与温湿度。

每组V型风口面积计算：

根据V型送风口结构图可知：

S＝(0.5342+0.2+0.5342)x 1.176＝1.5m²

4.以数值模拟验证

(1).数值模拟软件应用

由于计算机运算速度较快，且应用在数值分析方法成熟， 越来越多的数值分析软件均应用计算机来做数值分析，并模拟 流体运动流场、热传、质传及化学反应等现象。

首先设计模拟空间尺寸与设备之物理模型，并考虑多孔式V 型出风口与传统式出风口相类似之二个案例进行气流数值模 拟，其次再将数值模拟的结果分别做分析比较。

在模拟空间或区块(Block)中，通常空间格点区分越细密， 则所计算出来的结果也会越精确，但相对地模拟程序计算所花 费时间也较长，因此为了防止空间格点的大小及多寡，影响到 数值模拟结果的正确性，并兼顾模拟之时效性及模拟图面之可 视化，必须针对格点进行独立性测试，以找出最适当的格点数。

(2).数值模拟空间模型

A.数值模拟空间模型

本发明主要可搭配洁净室FFU机组系统，并配合系统天花(Ceiling grid)尺寸规格(1200mmLx600mmW)，且选用 1200mmLx600mmW之风机滤网机组(FFU)，其额定风量为 900～1000m³/h，但实际尺寸规格乃是依各厂家之制造规格而异， 本但多孔板V型送风口亦可配合其规格进行变动。

B.模拟空间与物理模型设计

模拟室内空间尺寸：长7.2m、宽4m、高3.5m，并分别选 择6组FFU机组及6组多孔式V型送风口，安装于室内空间正 中央，下方设置流水线工作台，其台面高度距的1m高，在工作台下方装设有可调式活动脚架。另考虑到与实际运行状况更为 逼真程度，于工作台两侧均假设站有作业人员。

本数值模拟采用多孔板V型送风口与常用标准传统型FFU 平面出风口做数值模拟比对，根据模拟结果，分别观察其气流 分布状态。

(一)模拟结果比较分析：

传统型出风口数值模拟如图7所示：

结果分析：

传统型出风口气流分布不均匀，出风口前端由于风速过快， 而产生大量的涡流与紊流，也就因此使整个气流射流衰减过快， 造成气流流至工作台面之流速与风量相对的偏低，也让流水线 工作台之洁净度变差，并使工作台旁之作业人员难以达到舒适 的空调。

多孔式V形送风口数值模拟如图8所示：

结果分析：

结果分析：

多孔式V型送风口气流分布均匀，在气流射流衰减过程也 较小，可使工作台面之流速与风量变化较少，因此流水线工作 台之洁净度之与温湿度较不受影响，使工作台旁之作业人也可 享受到较为舒适空调。

经以上计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)数值 模拟结果分析证实，由于多孔式V型送风口气流分布均匀，可 维持在相同的清净度及温湿度状态下，减少室内空间所需的送 风量，因此可降低风机之马力数，以达到节约能源之目的。

(二)综合数值模拟结果分析比较

(1).室内空间的气流分布与其清净度之变化，可以说是息息 相关。

(2).以上数值模拟结果，发现多孔式V型出风口，确实比 传统单点式送风口之气流分布与温度分布均较为均匀。

(3).由以上数值模拟结果可知多孔式V型出风口之气流分 布非常均匀，与预测之结果相当吻合，证实多孔式V型出风口 可大大改善气流分布。

(4).气流流场分布愈均匀，紊流或涡流现象愈少，则其洁 净度愈佳。

(5).藉由多孔式V型出风口的均匀气流分布，除可改善工 作空间之洁净度外，因气流可均匀分配至目标物或作人员，使 得气流流经目标物的平均空气年龄得以降低，因而提升室内空 气质量。

(6).在相同风量与出风温度状况下，使用多孔式V型送风 口其洁净效果可以增加，且室内空间之平均温度可以比一般传 统单点式送风系统更快速的降低。相反来说：若要求同样之 温湿度与洁净度条件下，若使多孔式V型送风口，则可以降低 系统之送风量。由风扇定律(Fan law)可知：风量与马力数(动 力)成三次方正比的关系，明显的可大量的节省能源。

(7).单只考虑换气次数无法衡量室内空间通风换气效果，若 藉由空气年龄概念，即空气流经目标物所停滞的时间，则可得 到一较准确且量化的结果。

Claims (9)

1.一种多孔式V型送风口，其特征在于：包括送风侧板(2)、端板和风扇滤网机组(1)，所述风扇滤网机组固定安装于天花板上，两送风板上端分别与风扇滤网机组外框下端两侧壁固连，两送风侧板下端固定连接，两送风板与风扇滤网机组下端面形成横截面呈V形的送风管道结构，两端板固定封闭该送风管道结构两端，所述送风板侧壁上设有若干出风孔(4)。

2.根据权利要求1所述的多孔式V型送风口，其特征在于：还设有水平底板(3)，水平底板两侧分别与两送风侧板下端固连，水平底板沿送风管道结构长度方向的两端分别与端板固连，所述水平底板上也设有若干出风孔。

3.根据权利要求2所述的多孔式V型送风口，其特征在于：所述送风板内侧壁上自上而下的间隔设有若干组凸出于送分板内侧的刮风片(5)。

4.根据权利要求3所述的多孔式V型送风口，其特征在于：所述刮风片为远离送风板一端高度高于接触送风板一端高度的倾斜延伸结构。

5.根据权利要求3所述的多孔式V型送风口，其特征在于：所述刮风片上端还形成竖直向上的折弯结构(6)。

6.根据权利要求3所述的多孔式V型送风口，其特征在于：所述刮风片倾斜角度能够调节的安装于送风板内侧，还设有定位装置，该定位装置能够将任意倾斜角度的刮风板与送风板止动定位。

7.根据权利要求3所述的多孔式V型送风口，其特征在于：所述送风侧板、水平底板和刮风片沿送风管道结构长度方向的两端分别形成折弯的连接片，所述连接片与端板固定贴合连接。

8.根据权利要求2所述的多孔式V型送风口，其特征在于：所述送风侧板和水平底板均为金属冲制多孔板。

9.根据权利要求1所述的多孔式V型送风口，其特征在于：所述风扇滤网机组外壳两相对侧壁下端分别形成有向内折弯的折弯挡板，送风侧板上端形成有竖直延伸段，该竖直延伸段外侧固设有L形挡片(7)，该L形挡片水平方向的侧壁恰止挡于风扇滤网机两侧的折弯挡板上侧，在折弯挡板和L形挡板水平方向的侧壁之间还固定夹设有密封件(8)。

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