一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置

摘要

本发明公开了一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，包括主通风腔体、旋风发生器、环形整流蜂窝板和三级多向双形式送风板块；旋风发生器包括旋风发生器腔体外壳、电动机支撑架、直流电动机和螺旋形旋转体；环形整流蜂窝板套装在旋风发生器腔体外壳上，并位于主通风腔体内部；三级多向双形式送风板块包括板块外壳、一级环形布置定向渐缩喷管群、二级环形布置定向渐缩喷管群和旋风出风口；板块外壳包括底壳和外壳；底壳的上端安装在主通风腔体的下端；外壳与底壳同轴连接；旋风出风口与旋风发生器腔体外壳的下端连通；本发明实现送风区域化，个性化，实现了定点处所需风量相同的情况下，通风量显著减少的效果，达到节能减排目的。

权利要求

1.一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：包括主通风腔体(1)、旋风发生器(2)、环形整流蜂窝板(3)和三级多向双形式送风板块(4)；

所述主通风腔体(1)为圆筒状，其上端为进风口，该进风口连接空调，其下端为出风口；

所述旋风发生器(2)包括旋风发生器腔体外壳(21)、电动机支撑架(22)、直流电动机(23)和螺旋形旋转体(24)；

所述旋风发生器腔体外壳(21)为圆筒状；所述旋风发生器腔体外壳(21)位于所述主通风腔体(1)内，其上端与所述主通风腔体(1)的上端相平，下端从所述主通风腔体(1)内穿出；

所述电动机支撑架(22)安装在所述旋风发生器腔体外壳(21)的内壁上；

所述直流电动机(23)安装在所述电动机支撑架(22)上；

所述螺旋形旋转体(24)安装在所述直流电动机(23)的输出轴上；

所述环形整流蜂窝板(3)套装在所述旋风发生器腔体外壳(21)上，并位于所述主通风腔体(1)内部；

所述三级多向双形式送风板块(4)包括板块外壳(41)、一级环形布置定向渐缩喷管群(42)、二级环形布置定向渐缩喷管群(43)和旋风出风口(44)；

所述板块外壳(41)包括底壳(411)和外壳(412)；

所述底壳(411)为圆柱状壳体，其上下端均敞口，其中下端的敞口内设有圆环凸缘I(4111)；

所述底壳(411)的上端安装在所述主通风腔体(1)的下端；

所述外壳(412)为圆柱状壳体，其上下端均敞口，其中下端的敞口内设有圆环凸缘II(4121)；

所述外壳(412)与所述底壳(411)同轴连接，其中外壳(412)的上端固定在所述底壳(411)的圆环凸缘I(4111)内壁；

所述旋风出风口(44)为中空圆柱体；所述旋风出风口(44)安装在所述外壳(412)的圆环凸缘II(4121)内壁；

所述旋风出风口(44)与所述旋风发生器腔体外壳(21)的下端连通；

所述一级环形布置定向渐缩喷管群(42)包括若干个定向渐缩喷管I(421)；

若干个所述定向渐缩喷管I(421)呈圆周均布在所述圆环凸缘I(4111)上，在所述圆环凸缘I(4111)表面成仰角状散开，每一个定向渐缩喷管I(421)均与底壳(411)内部接通；

所述二级环形布置定向渐缩喷管群(43)包括若干个定向渐缩喷管II(431)；

若干个所述定向渐缩喷管II(431)呈圆周均布在所述圆环凸缘II(4121)上，在所述圆环凸缘II(4121)表面成仰角状散开，每一个定向渐缩喷管II(431)均与外壳(412)内部接通；

当空调风从所述主通风腔体(1)的进风口吹入时，将空调风分为两部分；一部分风经过所述环形整流蜂窝板(3)整流，整流后的风进入所述一级环形布置定向渐缩喷管群(42)和二级环形布置定向渐缩喷管群(43)，最后从定向渐缩喷管I(421)和定向渐缩喷管II(431)定向送出；另一部分风经过所述旋风发生器腔体外壳(21)，通过所述直流电动机(23)转动带动所述螺旋形旋转体(24)转动，生成旋转风后从所述旋风出风口(44)送出。

2.根据权利要求1所述的一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：所述主通风腔体(1)包括主通风腔体左外壳(11)和主通风腔体右外壳(12)；

所述主通风腔体(1)通过所述主通风腔体左外壳(11)和主通风腔体右外壳(12)拼接而成。

3.根据权利要求1所述的一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：所述定向渐缩喷管I(421)与所述圆环凸缘I(4111)的连接处和所述定向渐缩喷管II(431)与所述圆环凸缘II(4121)的连接处均设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：所述三级多向双形式送风板块(4)的外部设有温度传感器；

所述定向渐缩喷管I(421)和定向渐缩喷管II(431)上均安装有开关(5)；所述开关(5)连接自动控制系；所述温度传感器将温度信号输出至自动控制系统，自动控制系统通过自动控制更改开关(5)与管口的接触面积进而完成出风量的调节。

5.根据权利要求4所述的一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：所述开关(5)为片型喷口开闭装置。

6.根据权利要求1所述的一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：将所述圆环凸缘I(4111)的顶面记为H面；将所述圆环凸缘II(4121)的顶面记为L面；

将每一个所述定向渐缩喷管I(421)与其最近接的两个定向渐缩喷管II(431)记为一组；将所述定向渐缩喷管I(421)的轴线与H面的交点记为交点I，相邻两个定向渐缩喷管II(431)的轴线与L面的交点分别记为交点II和交点III；将所述交点II和交点III连线的垂直平分线记为垂线I,该垂线I在H面的投影记为垂线II；所述垂线II穿过所述交点I。

7.根据权利要求1所述的一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：所述直流电动机(23)通过单片机控制电磁继电器的开关驱动。

说明书

一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置

技术领域

[0001] 本发明属于暖通技术空调设备领域，具体涉及一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置。

背景技术

[0002] 随着科技与经济的迅速发展，目前人们对于生活的要求已不局限于简单的衣食住行。对于居住环境，人们有了更高的要求。建筑节能化与舒适化，毫无意外的成为了人们对居住环境的更高要求。

[0003] 在当今社会，建筑能耗约占全国总能耗的1/3。暖通空调能耗是建筑能耗中的大户,据统计在发达国家中暖通空调能耗占建筑能耗的65％,以建筑能耗占总能耗的356％计算,暖通空调能耗占总能耗的比例高达22.75％,由此可见建筑节能工作的重点应该是暖通空调的节能。

[0004] 因此，对现有空调进行改造刻不容缓。目前市面上的空调大多数为平面式直吹风，这种风难以维持能量，易消散，无法实现室内定向送风，无法实现送风区域化，因此会增加空调的能耗。

[0005] 因此，现有技术中需要一种能够克服上述问题的送风装置。

发明内容

[0006] 为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，其特征在于：包括主通风腔体、旋风发生器、环形整流蜂窝板和三级多向双形式送风板块。

[0007] 所述主通风腔体为圆筒状，其上端为进风口，该进风口连接空调，其下端为出风口。

[0008] 所述旋风发生器包括旋风发生器腔体外壳、电动机支撑架、直流电动机和螺旋形旋转体。

[0009] 所述旋风发生器腔体外壳为圆筒状。所述旋风发生器腔体外壳位于所述主通风腔体内，其上端与所述主通风腔体的上端相平，下端从所述主通风腔体内穿出。

[0010] 所述电动机支撑架安装在所述旋风发生器腔体外壳的内壁上。

[0011] 所述直流电动机安装在所述电动机支撑架上。

[0012] 所述螺旋形旋转体安装在所述直流电动机的输出轴上。

[0013] 所述环形整流蜂窝板套装在所述旋风发生器腔体外壳上，并位于所述主通风腔体内部。

[0014] 所述三级多向双形式送风板块包括板块外壳、一级环形布置定向渐缩喷管群、二级环形布置定向渐缩喷管群和旋风出风口。

[0015] 所述板块外壳包括底壳和外壳。

[0016] 所述底壳为圆柱状壳体，其上下端均敞口，其中下端的敞口内设有圆环凸缘I。

[0017] 所述底壳的上端安装在所述主通风腔体的下端。

[0018] 所述外壳为圆柱状壳体，其上下端均敞口，其中下端的敞口内设有圆环凸缘II。

[0019] 所述外壳与所述底壳同轴连接，其中外壳的上端固定在所述底壳的圆环凸缘I内壁。

[0020] 所述旋风出风口为中空圆柱体。所述旋风出风口安装在所述外壳的圆环凸缘II内壁。

[0021] 所述旋风出风口与所述旋风发生器腔体外壳的下端连通。

[0022] 所述一级环形布置定向渐缩喷管群包括若干个定向渐缩喷管I。

[0023] 若干个所述定向渐缩喷管I呈圆周均布在所述圆环凸缘I上，并分别与圆环凸缘I表面成仰角布置，每一个定向渐缩喷管I均与底壳内部接通。

[0024] 所述二级环形布置定向渐缩喷管群包括若干个定向渐缩喷管II。

[0025] 若干个所述定向渐缩喷管I呈圆周均布在所述圆环凸缘I上，在所述圆环凸缘I表面成仰角状散开，每一个定向渐缩喷管I均与底壳内部接通。

[0026] 所述二级环形布置定向渐缩喷管群包括若干个定向渐缩喷管II。

[0027] 若干个所述定向渐缩喷管II呈圆周均布在所述圆环凸缘II上，在所述圆环凸缘II表面成仰角状散开，每一个定向渐缩喷管II均与外壳内部接通。

[0028] 当空调风从所述主通风腔体的进风口吹入时，将空调风分为两部分。一部分风经过所述环形整流蜂窝板整流，整流后的风进入所述一级环形布置定向渐缩喷管群和二级环形布置定向渐缩喷管群，最后从定向渐缩喷管I和定向渐缩喷管II定向送出。另一部分风经过所述旋风发生器腔体外壳，通过所述直流电动机转动带动所述螺旋形旋转体转动，生成旋转风后从所述旋风出风口送出。

[0029] 进一步，所述主通风腔体包括主通风腔体左外壳和主通风腔体右外壳。

[0030] 所述主通风腔体通过所述主通风腔体左外壳和主通风腔体右外壳拼接而成。

[0031] 进一步，所述定向渐缩喷管I与所述圆环凸缘I的连接处和所述定向渐缩喷管II与所述圆环凸缘II的连接处均设置有密封圈。

[0032] 进一步，所述三级多向双形式送风板块的外部设有温度传感器。

[0033] 所述定向渐缩喷管I和定向渐缩喷管II上均安装有开关。所述开关连接自动控制系。所述温度传感器将温度信号输出至自动控制系统，自动控制系统通过自动控制更改开关与管口的接触面积进而完成出风量的调节。

[0034] 进一步，所述开关为片型喷口开闭装置。

[0035] 进一步，将所述圆环凸缘I的顶面记为H面。将所述圆环凸缘II的顶面记为L面。

[0036] 将每一个所述定向渐缩喷管I与其最近接的两个定向渐缩喷管II记为一组。将所述定向渐缩喷管I的轴线与H面的交点记为交点I，相邻两个定向渐缩喷管II的轴线与L面的交点分别记为交点II和交点III。将所述交点II和交点III连线的垂直平分线记为垂线I,该垂线I在H面的投影记为垂线II。所述垂线II穿过所述交点I。

[0037] 进一步，所述直流电动机通过单片机控制电磁继电器的开关驱动。

[0038] 本发明的技术效果是毋庸置疑的，具有如下优点：

[0039] 1)本发明通过将旋风与定向渐缩喷口所喷出的直吹风两者结合，实现送风区域化，个性化，优化了传统送风的缺点，实现了定点处所需风量相同的情况下，通风量显著减少的效果，达到节能减排目的，同时使得空调房间内人体舒适度有所增加，使得空气传播更加有效果。

[0040] 2)本发明能够适应不同的环境需求，即可家用也可用于工业用设备等。

[0041] 3)本发明的空调出风口能够通过改变出风口的送风形式，当室内不需要全空间送风时可搭配传感装置实现定点送风，相较于传统出风口，在保证室内人员要求不变的情况下，定点定向送风可有效减少送风量，从而达到节能减排的目的。使用者可以借助现代信息技术通过调节送风口的有效出风面积，实现供风区域化，个性化。在减少不必要的供风量的同时又增加了人体舒适度。

[0042] 4)结构简单，易于实现，安装使用方便。

附图说明

[0043] 图1为本发明的斜向剖视图；

[0044] 图2为本发明的全剖视图；

[0045] 图3为旋风发生器的结构示意图；

[0046] 图4为三级多向双形式送风板块的结构示意图1；

[0047] 图5为三级多向双形式送风板块的结构示意图2；

[0048] 图6为本发明的平面示意图；

[0049] 图7为环形整流蜂窝板的安装示意图；

[0050] 图8为旋风发生器的布置示意图；

[0051] 图9为定向渐缩喷管群的角度布置标号图；

[0052] 图10为定向渐缩喷管群的坐标示意图；

[0053] 图11为定向渐缩喷管角度列表图；

[0054] 图12为计算过程的模型示意图1；

[0055] 图13为计算过程的模型示意图2；

[0056] 图14为旋转射流不同Ω的射流无因次流量沿射流纵轴的变化图；

[0057] 图15为计算过程的模型示意图3；

[0058] 图16为计算过程的模型示意图4。

[0059] 图中：主通风腔体1、主通风腔体左外壳11、主通风腔体右外壳12、旋风发生器2、旋风发生器腔体外壳21、电动机支撑架22、直流电动机23、螺旋形旋转体24、环形整流蜂窝板3、三级多向双形式送风板块4、板块外壳41、底壳411、圆环凸缘I4111、外壳412、圆环凸缘II4121、一级环形布置定向渐缩喷管群42、定向渐缩喷管I421、二级环形布置定向渐缩喷管群43、定向渐缩喷管II431、旋风出风口44和开关5。

具体实施方式

[0060] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

[0061] 实施例1：

[0062] 参见图1至图7，一种基于旋转射流的节能化空调定向送风装置，包括主通风腔体1、旋风发生器2、环形整流蜂窝板3和三级多向双形式送风板块4。

[0063] 所述主通风腔体1包括主通风腔体左外壳11和主通风腔体右外壳12。

[0064] 所述主通风腔体1是通过所述主通风腔体左外壳11和主通风腔体右外壳12拼接而成的圆筒，其上端为进风口，该进风口连接空调，其下端为出风口。

[0065] 所述旋风发生器2包括旋风发生器腔体外壳21、电动机支撑架22、直流电动机23和螺旋形旋转体24。

[0066] 所述旋风发生器腔体外壳21为圆筒状。所述旋风发生器腔体外壳21位于所述主通风腔体1内，其上端与所述主通风腔体1的上端相平，下端从所述主通风腔体1内穿出。

[0067] 所述电动机支撑架22通过焊接的方式安装在所述旋风发生器腔体外壳21的内壁上。

[0068] 所述直流电动机23安装在所述电动机支撑架22上。

[0069] 所述螺旋形旋转体24安装在所述直流电动机23的输出轴上。

[0070] 所述环形整流蜂窝板3套装在所述旋风发生器腔体外壳21上，并位于所述主通风腔体1内部。

[0071] 所述三级多向双形式送风板块4包括板块外壳41、一级环形布置定向渐缩喷管群42、二级环形布置定向渐缩喷管群43和旋风出风口44。

[0072] 所述板块外壳41包括底壳411和外壳412。

[0073] 所述底壳411为圆柱状壳体，其上下端均敞口，其中下端的敞口内设有圆环凸缘I4111。

[0074] 所述底壳411的上端通过铰接安装在所述主通风腔体1的下端。

[0075] 所述外壳412为圆柱状壳体，其上下端均敞口，其中下端的敞口内设有圆环凸缘II4121。

[0076] 所述外壳412与所述底壳411同轴连接，其中外壳412的上端固定在所述底壳411的圆环凸缘I4111内壁。

[0077] 所述旋风出风口44为中空圆柱体。所述旋风出风口44安装在所述外壳412的圆环凸缘II4121内壁。

[0078] 所述旋风出风口44与所述旋风发生器腔体外壳21的下端连通，通过密封圈密封好。

[0079] 所述一级环形布置定向渐缩喷管群42包括若干个定向渐缩喷管I421，本实施中，定向渐缩喷管I421的数量为八个。

[0080] 八个所述定向渐缩喷管I421呈圆周均布在所述圆环凸缘I4111上，在所述圆环凸缘I4111表面成仰角状散开，每一个定向渐缩喷管I421均与底壳411内部接通。

[0081] 所述二级环形布置定向渐缩喷管群43包括若干个定向渐缩喷管II431，本实施中，定向渐缩喷管II431的数量为八个。

[0082] 八个所述定向渐缩喷管II431呈圆周均布在所述圆环凸缘II4121上，在所述圆环凸缘II4121表面成仰角状散开，每一个定向渐缩喷管II431均与外壳412内部接通。

[0083] 参见图8，将所述圆环凸缘I4111的顶面记为H面。将所述圆环凸缘II4121的顶面记为L面。

[0084] 将每一个所述定向渐缩喷管I421与其最近接的两个定向渐缩喷管II431记为一组。将所述定向渐缩喷管I421的轴线与H面的交点记为交点I，相邻两个定向渐缩喷管II431的轴线与L面的交点分别记为交点II和交点III。将所述交点II和交点III连线的垂直平分线记为垂线I,该垂线I在H面的投影记为垂线II。所述垂线II穿过所述交点I。

[0085] 当空调风从所述主通风腔体1的进风口吹入时，将空调风分为两部分。一部分风经过所述环形整流蜂窝板3整流，整流后的风进入所述一级环形布置定向渐缩喷管群42的定向渐缩喷管I421和二级环形布置定向渐缩喷管群43的定向渐缩喷管II431定向送出，实现更强的定向传播，让气流传播更远，具有更高的传播准确性。另一部分风经过所述旋风发生器腔体外壳21，通过所述直流电动机23转动带动所述螺旋形旋转体24转动，生成旋转风后从所述旋风出风口44送出。

[0086] 所述三级多向双形式送风板块4的外部设有温度传感器。

[0087] 所述定向渐缩喷管I421和定向渐缩喷管II431上均安装有开关5，本实施例开关5为片型喷口开闭装置。所述片型喷口开闭装置连接自动控制系。所述温度传感器将温度信号输出至自动控制系统，自动控制系统接受信号后输出控制指令自动控制更改片型喷口开闭装置与管口的接触面积进而完成出风量的调节，从而实现三种送风模式：全空间模式、个性化模式和区域送风模式。

[0088] 全空间模式：选择这一模式时，片型喷口开闭装置全部敞开，全部送风口集体送风，实现全空间覆盖。

[0089] 个性化模式：根据室内人员需求，通过片型喷口开闭装置控制送风口的开合，对所需求空间进行定向送风。

[0090] 区域送风模式：将一级环形布置定向渐缩喷管群42和二级环形布置定向渐缩喷管群43按照45°均分为八个板块，能够根据室内空间的要求，对该空间进行送风。

[0091] 值得说明的是，个性化模式与区域送风模式的区别在于，个性化模式，当室内出现人员走动时，通过设置红外线传感技术支持下的温度传感器可追踪人员的行踪，从而改变出风口的开闭，而区域送风模式，只能对定向空间送风。

[0092] 优选的，所述定向渐缩喷管I421与所述圆环凸缘I4111的连接处和所述定向渐缩喷管II431与所述圆环凸缘II4121的连接处均设置有密封圈，主要目的是防止装置在实际运行过程中的的漏风现象。

[0093] 优选的，所述直流电动机23通过单片机控制电磁继电器的开关驱动。

[0094] 实施例2：

[0095] 本实施例主要结构同实施例1，对所述三级多向双形式送风板块4的具体数据以及相关公式计算作进一步说明。

[0096] 气体自孔口、管嘴或条缝向外喷射所形成的流动，称为气体射流。由于射流为紊流型，紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量、动量交换，带动周围介质流动，使得射流的质量流量、射流的横断面积沿方向不断增加，形成了向周围扩散的锥体状流动场。

[0097] 设圆断面射流截面的半径为R，它和从极点起算的距离成正比，

[0098] R＝kx   (式一)。

[0099] 由射流知识可知

[0100]

[0101] 已知带有收缩口的喷嘴的紊流系数a为0.071，扩散角2α为27°10′，带有导风板的轴流式通风机的紊流系数a为0.12，扩散角2α为44°30′。a值确定，射流边界层的外边界线就确定，射流按照一定的扩散角度向前运动。应用这一特征，对圆断面射流求出射流半径沿射程的变化规律，有：

[0102]

[0103]

[0104] 根据阿勃拉莫维奇的测定结果：

[0105]

[0106] 由半经验公式有：

[0107]

[0108] 结合上述式子可得：

[0109]

[0110] 式一至中式七中，X为截面到极点的距离，k为实验系数，α为扩散角，a为紊流系数，表示射流流动结构的特征系数，r0为出风口半径，s为出风口到定点的轴线距离，为从极点起算的无因次距离，y为横截面上任意点至轴心距离，R为该截面上射流半径，V为y点上速度，v0为核心速度，vm为该截面轴心速度。

[0111] 值得说明的是，在本实施例中讨论两种模型，并对两种模型在两种不同出风口工作状态下进行节能量的横向对比。

[0112] 在相同条件下构建第一种模型，假设需风处为面积为1m2的圆形区域S，半径R1＝0.56m。参见图11，建立三维空间直角坐标系，并按照图示确定原点(0,0,0)坐标。

[0113] 设需风圆形区域S的圆心坐标为P(0.0m，1.8m，3.0m)。

[0114] 设出风口圆心坐标为M(5.4m，1.8m，3.0m)。

[0115] 1)参见图13，半径为r0的带有收缩口的喷嘴定向送风(紊流系数a为0.071，扩散角2α为27°10′)。

[0116]

[0117]

[0118] 所以：

[0119]

[0120]

[0121] 式八至式十一中，Qv为需风处面积为1m2的圆形区域S的流量，Qv0为半径为r0的带有收缩口的喷嘴出风口流量，d0为出风口直径， 为P点到M点距离，a1为半径为r0的带有收缩口的喷嘴出风口紊流系数。

[0122] 2)参见图12，半径为4r0的带有导风板的轴流式通风机直吹送风(紊流系数a为0.12，扩散角2α为44°30′)。

[0123] 将扩散角度近似为22.5°进行分析，由几何知识可知R＝2.24m根据式八，[0124]

[0125] 所以：

[0126]

[0127]

[0128] 当Q′v0＝Qv0，

[0129]

[0130] 十二式至式十五中，a2为带有导风板的轴流式通风机的紊流系数，Q′v为需风处为面积为1m2的圆形区域S的流量，Q′v0为半径为4r0的带有导风板的轴流式通风机出风口流量，Qv为单个喷管定向供风时需风圆形区域S的气体流量，Qv0为单个喷管定向供风时需风圆形区域S的气体流量为Qv时出风口气体流量。

[0131] 测量估算家用空调出风口为70cm*8cm，等面积简化为圆形区域，其半径r＝13cm，即d0＝0.26m。

[0132] 所以：

[0133]

[0134] 由数据可知，保证需风处为面积为1m2的圆形区域S的流量相等的条件下，相较于半径为4r0的带有导风板的轴流式通风机直吹送风，采用半径为r0的带有收缩口的喷嘴定向送风节能72.67％。

[0135] 在相同条件下构建第二种模型，假设需风处为四个面积为1m2的圆形区域S，半径R1＝0.56m。参见图11、图15和图16，建立三维空间直角坐标系，并按照图示确定原点(0,0,0)坐标。

[0136] 设四个需风圆形区域S的圆心坐标分别为：A1(0.6m，0.3m，2.0m)，A2(0.6m，2.2m，1.0m)，A3(4.1m，0.3m，2.0m)，A4(4.1m，2.2m，1.0m)。

[0137] 设出风口圆心坐标为(5.4m，1.8m，3.0m)。

[0138] 1)四个半径为r0的带有收缩口的喷嘴定向送风(紊流系数a为0.071，扩散角2α为27°10′)。

[0139]

[0140] 所以四个喷管出口风量之和为：

[0141]

[0142] 式十六至式十七中， 为A,B,C,D四个面积为1m2的圆形区域S圆心(A1，A2，A3，A4)到出风口的距离，Qv为需风处为面积为1m2的圆形区域S的流量，Qv0A，Qv0B，Qv0C，Qv0D分别为四个面积为1m2的圆形区域S的流量，Qv0总为半径为r0的带有收缩口的喷嘴出风口总流量。

[0143] 2)半径为4r0的带有导风板的轴流式通风机直吹送风(紊流系数a为0.12，扩散角2α为44°30′)。

[0144] 角度分析可知四个圆形区域无法在定向出风状态下全部覆盖，但可以达到A、B区域同时给风，C、D区域同时给风。故进行近似处理。

[0145] 分析A、B区域，参见正视图15，取A、B圆形区域中点O(0.65m，1.25m，1.5m)，MO以及AB的距离为

[0146]

[0147]

[0148] 所以M处送到同时满足A,B区域需风处的断面为S，S直径为Ds＝AB+0.56*2＝3.26m。

[0149] 所以满足A、B区域流量均达到需求Qv时，出风流量为

[0150]

[0151] 分析C、D区域，参见正视图16，CD的距离为

[0152]

[0153] 取C、D圆形区域中点N(4.1m，1.25m，1.5m)，所以M处送到同时满足C,D区域需风处的断面为P，P直径以及MN的距离为

[0154] DP＝CD+0.56*2＝3.27m，

[0155]

[0156]

[0157] 得到

[0158]

[0159] 所以使得射流射不到C、D两点半径0.56m的范围内，故对C、D进行单独计算，[0160] C点：

[0161]

[0162] D点：

[0163]

[0164] 式十九至式二十中，QAB为A,B两个需风处的流量之和，QC,QD为C、D需风处的流量，Q1为半径为4r0的带有导风板的轴流式通风机出风口流量, 为o点到M点距离， 为C点到M点距离， 为D点到M点距离。

[0165] 综上第二种模型的全部计算过程，四个喷管出风处流量：已知d0＝0.065m则[0166]

[0167]

[0168] 半径为4r0的带有导风板的轴流式通风机出风处流量：已知d′0＝0.26m则[0169]

[0170] 由数据可知，保证4个需风处为面积为1m2的圆形区域S的流量相等的条件下，相较于半径为4r0的带有导风板的轴流式通风机直吹送风，采用半径为r0的带有收缩口的喷嘴定向送风节能8.67％。

[0171] 综上所述，传统送风形式无法实现区域化。若室内只有一个区域或几个区域需要送风，传统空调只能对整个室内送风，而改进装置可以实现区域化定向送风，从而节省其余不需送风区域的送风量，达到节能效果。以四人宿舍为例，在四人宿舍模型下，仅对单人送风，改良出风方式经过计算可知相较于传统送风方式节能量达72.67％。对处于不同位置的四人送风时，改良出风方式经过计算可知相较于传统送风方式节能量达8.66％。

[0172] 由单定向喷嘴推及到一二级定向渐缩喷管群，喷管群布置如图9所示。以喷管群所喷出的气流能够覆盖房间为前提，计算相应喷管角度，参见图10至图11。

[0173] 旋转射流的基本特征在于旋转，旋转使得射流获得向四周扩散的离心力。和一般射流相比较，扩散角大得多，射程短得多。射流的紊动性强得多，如果一般射流二倍扩散角为28°，则旋转射流可达到90°以上。这样极大地促进了射流和周围介质之间的动量交换，热量交换和浓度交换。

[0174] 由旋转射流沿轴无因次流量经验公式：

[0175]

[0176]

[0177] 在式二十一和式二十二中，QV为沿射流纵轴x所在截面流量，QV0为喷口出口断面上流量，x为射流轴线方向距离，d为旋流器出口断面直径，L0为流体进入旋流器时，相对于旋转轴的动量矩，K0为旋流器出口断面上的平均动量，Ω为旋转强度。

[0178] 作出不同Ω的射流无因次流量沿射流纵轴的变化图像，参见图14，可知Ω值越大，旋转射流卷吸周围介质的能力越强烈，特别在 范围以内， 增长速度特别快。

[0179] 上述旋转射流的特征可以很好地解决由于渐缩喷管的扩散角度小，导致近距离供风不足的问题。通过调节直流电动机的转速，进而改变旋流器的Ω，又可以做到调节旋转风的流量。相较于普通射流，旋转射流与周围介质的动量交换，热量交换和浓度交换效率大大增加，达到节能减排效果。