暖通空調(diào)-空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、13.5 暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道設(shè)計(jì)13.5.1 風(fēng)管系統(tǒng)分類(lèi)1.風(fēng)道的布置原則 風(fēng)道布置直接關(guān)系到空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專(zhuān)業(yè)關(guān)系密切，應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào)一致。 1空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道在布置時(shí)應(yīng)考慮使用的靈活性。當(dāng)系統(tǒng)服務(wù)于 多個(gè)房間時(shí)，可根據(jù)房間的用途分組，設(shè)置各個(gè)支風(fēng)道，以便與調(diào)節(jié)。2風(fēng)道的布置應(yīng)根據(jù)工藝和氣流組織的要求，可以采用架空明敷設(shè)，也可以暗敷設(shè)于地板下、內(nèi)墻或頂棚中。13.5.2 風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原則3風(fēng)道的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件應(yīng)安排得當(dāng)，管件與風(fēng)管的連接、支管與干管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。4風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置

2、（如閥門(mén)、壓力表、溫度計(jì)、風(fēng)量測(cè)定孔、采樣孔等）或預(yù)留安裝測(cè)量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地方。5風(fēng)道布置應(yīng)最大限度地滿足工藝需要，并且不妨礙生產(chǎn)操作。6風(fēng)道布置應(yīng)在滿足氣流組織要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到美觀、實(shí)用的原則。 2.風(fēng)管材料的選擇 用作風(fēng)管的材料有薄鋼板、硬聚氯乙烯塑料板、玻璃鋼板、膠合板、鋁板、磚及混凝土等。需要經(jīng)常移動(dòng)的風(fēng)管，則大多采用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、金屬軟管、橡膠軟管等。 薄鋼板有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。鋼板厚度，一般采用0.51.5mm左右。 對(duì)于有防腐要求的空調(diào)工程，可采用硬聚氯乙烯塑料板或玻璃鋼板制作的風(fēng)管。僅限于室內(nèi)應(yīng)用，且流體溫度不

3、可超過(guò)-10+60。 以磚、混凝土等材料制作風(fēng)管，主要用于與建筑、結(jié)構(gòu)相配合的場(chǎng)合。 1.風(fēng)管斷面形狀的選擇 風(fēng)管斷面形狀有圓形和矩形兩種。圓形斷面的風(fēng)管強(qiáng)度大、阻力小、消耗材料少，但加工工藝比較復(fù)雜，占用空間多，布置時(shí)難以與建筑、結(jié)構(gòu)配合，常用于高速送風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)；矩形斷面的風(fēng)管易加工、好布置，能充分利用建筑空間，彎頭、三通等部件的尺寸較圓形風(fēng)管的部件小。為了節(jié)省建筑空間，布置美觀，一般民用建筑空調(diào)系統(tǒng)送、回風(fēng)管道的斷面形狀均以矩形為宜。 13.5.3 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管及附件 2. 常用標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管（按圓形、矩形）的規(guī)格 見(jiàn)表13-2、13-3。為了減少系統(tǒng)阻力，并考慮空調(diào)房間吊頂高度的限制，進(jìn)行風(fēng)道設(shè)

4、計(jì)時(shí)，矩形風(fēng)管的高寬比宜小于6，最大不應(yīng)超過(guò)10。13.5.3 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管及附件 1.風(fēng)道設(shè)計(jì)的原則 風(fēng)道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌考慮經(jīng)濟(jì)、實(shí)用兩條基本原則。 2.風(fēng)道設(shè)計(jì)的基本任務(wù)1）確定風(fēng)管的斷面形狀，選擇風(fēng)管的斷面尺寸。2）計(jì)算風(fēng)管內(nèi)的壓力損失，最終確定風(fēng)管的斷面尺寸， 并選擇合適的通風(fēng)機(jī)。13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)3.風(fēng)道的壓力損失計(jì)算 風(fēng)管的壓力損失P由沿程壓力損失Py和局部壓力損失Pj兩部分組成，即： P=Py+Pj （Pa） （1）沿程壓力損失的基本計(jì)算公式長(zhǎng)度為l(m)的風(fēng)管沿程壓力損失可按下式計(jì)算： Py=Rm*l (Pa) 式中 Rm單位管長(zhǎng)沿程壓力損失，也稱(chēng)為單位管長(zhǎng)摩擦阻力損 失，單位為

5、Pa/ m，可查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)中風(fēng)管單位長(zhǎng)度沿程壓力損失計(jì)算表進(jìn)行計(jì)算。 13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)（2）局部壓力損失的基本計(jì)算公式 Pj=2/2 （Pa） 式中 局部阻力系數(shù)； 與之對(duì)應(yīng)的斷面流速。 空氣密度，標(biāo)準(zhǔn)狀況下（大氣壓力為101325 Pa，溫度為20），=1.2kg/m3； 許多文獻(xiàn)資料中，都載有各種各樣管件的局部阻力系數(shù)計(jì)算表，可供設(shè)計(jì)時(shí)選用。 13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)3.風(fēng)道的壓力損失計(jì)算13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)3.風(fēng)道的壓力損失計(jì)算（3）簡(jiǎn)化計(jì)算法 Pj=Pml(1+k) （Pa） K局阻與摩阻比值。彎頭三通少時(shí)，取k=1.02.0；彎頭三通多時(shí)，取k=3.0.05.0空調(diào)系統(tǒng)，不

6、包括過(guò)濾器、表冷器、加熱器等空氣處理設(shè)備的阻力。風(fēng)道的水力計(jì)算是在系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送、回風(fēng)點(diǎn)的位置和風(fēng)量均已確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。風(fēng)道水力計(jì)算的主要目的是：確定各管段的管徑（或斷面尺寸）和阻力，保證系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到要求的風(fēng)量分配，最后確定風(fēng)機(jī)的型號(hào)和動(dòng)力消耗。 4.風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算方法13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì) 風(fēng)道水力計(jì)算方法比較多，如假定流速法、壓損平均法、靜壓復(fù)得法等。對(duì)于低速送風(fēng)系統(tǒng)大多采用假定流速法和壓損平均法，而高速送風(fēng)系統(tǒng)則采用靜壓復(fù)得法。假定流速法 假定流速法也稱(chēng)為比摩阻法。先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)管的風(fēng)速，再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸和阻力。這是低速送風(fēng)系統(tǒng)目前最常用的一種計(jì)

7、算方法。 13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)4.風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算方法假定流速法：管內(nèi)流速取值以假定流速法為例，說(shuō)明風(fēng)道水力計(jì)算的方法步驟：1）確定空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道形式，合理布置風(fēng)道，并繪制風(fēng)道系統(tǒng)軸測(cè)圖，作為水力計(jì)算草圖。2）在計(jì)算草圖上進(jìn)行管段編號(hào)，并標(biāo)注管段的長(zhǎng)度和風(fēng)量。管段長(zhǎng)度一般按兩管件中心線長(zhǎng)度計(jì)算，不扣除管件（如三通、彎頭）本身的長(zhǎng)度。3）選定系統(tǒng)最不利環(huán)路，一般指最遠(yuǎn)或局部阻力最多得環(huán)路。13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)5.風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 4）根據(jù)造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用的綜合最經(jīng)濟(jì)的原則，選擇合 理的空氣流速。風(fēng)管內(nèi)的空氣流速可按 表10-9確定。5）根據(jù)給定風(fēng)量和選定流速，逐段計(jì)算管道斷面尺寸，并使其符合表10-

8、7（或10-6）所列的矩形風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格。然后根據(jù)選定了的斷面尺寸和風(fēng)量，計(jì)算出風(fēng)道內(nèi)實(shí)際流速。通過(guò)矩形風(fēng)管的實(shí)際風(fēng)速 =M/(3600ab) （m/s）式中 a，b分別為風(fēng)管斷面凈寬和凈高，m。 M通過(guò)矩形風(fēng)管的空氣流量，(m3/h) 5.風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算步驟6）計(jì)算風(fēng)管的沿程阻力根據(jù)沿程阻力計(jì)算公式：Py=pyl 查風(fēng)管單位長(zhǎng)度沿程壓力損失計(jì)算表求出單位長(zhǎng)度摩擦阻力損失py，再根據(jù)管長(zhǎng)l，計(jì)算出管段的摩擦阻力損失。7）計(jì)算各管段局部阻力根據(jù)局部阻力計(jì)算公式： Pj=2/2 查局部阻力系數(shù)計(jì)算表取得局部阻力系數(shù) 值，求出局部阻力損失。8）計(jì)算系統(tǒng)的總阻力，P=（pyl +Pj ）。9）查并聯(lián)管路的

9、阻力平衡情況。10）根據(jù)系統(tǒng)的總風(fēng)量、總阻力選擇風(fēng)機(jī)。5.風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算步驟13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì) 空調(diào)系統(tǒng)推薦的送風(fēng)機(jī)靜壓值如下，可供估算時(shí)參考空調(diào)系統(tǒng)類(lèi)別風(fēng)機(jī)靜壓值(Pa)小型空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)服務(wù)面積300m2以?xún)?nèi)）中型空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)服務(wù)面積2000m2以?xún)?nèi)）大型空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)服務(wù)面積大于2000m2）高速送風(fēng)系統(tǒng)（空調(diào)服務(wù)面積2000m2以?xún)?nèi)）高速送風(fēng)系統(tǒng)（空調(diào)服務(wù)面積大于2000m2）40050060075065010001000150015002500小型通風(fēng)系統(tǒng)一般通風(fēng)系統(tǒng)10025030040013.8.4 風(fēng)道設(shè)計(jì) 1）單風(fēng)機(jī)系統(tǒng) 單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是指只設(shè)送風(fēng)機(jī)而不設(shè)回風(fēng)機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的

10、壓力損失全部由送風(fēng)機(jī)來(lái)承擔(dān)的空調(diào)系統(tǒng)。 對(duì)于單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要注意到零點(diǎn)的位置，若系統(tǒng)排風(fēng)位于回風(fēng)的負(fù)壓區(qū)，則排風(fēng)不可能通過(guò)排風(fēng)閥排出，必須單設(shè)一軸流式排風(fēng)機(jī)，如圖中虛線所示。13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)7.風(fēng)管內(nèi)的壓力分布13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì)7.風(fēng)管內(nèi)的壓力分布單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)壓力分布雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是指既設(shè)置有送風(fēng)機(jī)而且設(shè)置有回風(fēng)機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的壓力損失由送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)共同承擔(dān)。 對(duì)于雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，排風(fēng)必須處于回風(fēng)機(jī)的正壓段，而新風(fēng)和回風(fēng)必須處于送風(fēng)機(jī)的負(fù)壓段。如圖中所示， 段由于回風(fēng)機(jī)的加壓作用，處于正壓區(qū)，排風(fēng)可以通過(guò)排風(fēng)閥直接排出。而段由于送風(fēng)機(jī)的抽吸作用，處于負(fù)壓區(qū)，新風(fēng)和回風(fēng)均可被

11、抽吸進(jìn)來(lái)。為零位閥，通過(guò)該閥處的風(fēng)壓應(yīng)該為零。 特別需要注意的是：新風(fēng)、排風(fēng)、回風(fēng)的位置。7.風(fēng)管內(nèi)的壓力分布2）雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)壓力分布7.風(fēng)管內(nèi)的壓力分布13.5.4 風(fēng)道設(shè)計(jì) 1 簡(jiǎn)敘風(fēng)道布置的原則。2 常用的風(fēng)管材料由哪些？各適用于什么場(chǎng)合？3 為什么說(shuō)“矩形風(fēng)管的高寬比宜小于6，最大不小于10”？4 風(fēng)道設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是什么？5 試解釋下列名詞： （1）沿程壓力損失； （2）單位管長(zhǎng)摩擦阻力損失； （3）局部壓力損失； （4）風(fēng)管的當(dāng)量直徑。 6 影響局部阻力系數(shù)的因素有哪些？ 13.5復(fù)習(xí)思考題 7為什么說(shuō)風(fēng)管內(nèi)空氣流速對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響？ 8風(fēng)道阻力計(jì)算方法

12、有哪些？簡(jiǎn)敘利用假定流速法進(jìn)行風(fēng)道水力計(jì)算的步驟。 9為什么進(jìn)行風(fēng)道水力計(jì)算時(shí)，一定要進(jìn)行并聯(lián)管道的阻力平衡？如果設(shè)計(jì)時(shí)不平衡，運(yùn)行時(shí)是否會(huì)保持平衡？對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行有何影響？ 10 集中式空調(diào)系統(tǒng)除設(shè)置送風(fēng)機(jī)外，在什么條件下宜設(shè)置回風(fēng)機(jī)而成為雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)？ 11 雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，新風(fēng)入口應(yīng)處在送風(fēng)機(jī)的哪一段？排風(fēng)口應(yīng)處在回風(fēng)機(jī)的哪一段？ 12 為什么要求進(jìn)風(fēng)口一定要設(shè)置在排風(fēng)口的上風(fēng)側(cè)，并且應(yīng)低于排風(fēng)口？1 一矩形風(fēng)道斷面尺寸為a=200mm，b=400mm，用鍍鋅薄鋼板制成。風(fēng)道內(nèi)空氣流量為G=2000m3/h，求10m長(zhǎng)風(fēng)道內(nèi)沿程壓力損失及風(fēng)道內(nèi)空氣的流速。2 一矩形風(fēng)道斷面尺寸為400200mm，用鍍鋅薄鋼板制成