車間凈化空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道阻力的計算及設(shè)備選型方案

車間凈化空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道阻力的計算及設(shè)備選型方案1.1概述通風(fēng)管道的水力計算是在系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送排風(fēng)點的位置和風(fēng)量均已確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。其主要的目的是，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)機的型號和動力消耗。在有的情況系，風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓已經(jīng)確定后，由此去確定風(fēng)管的管徑。風(fēng)管水力計算方法有假定流速閥、壓損平均法和靜壓復(fù)得法等幾種，目前最常用的是假定流速法[22]。壓損平均法的特點是，將已知總作用壓頭按干管長度平均分配給每一段，再根據(jù)每一管段的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸。如果風(fēng)管系統(tǒng)所用的風(fēng)機壓頭已定，或?qū)Ψ种Ч苈愤M(jìn)行阻力平衡計算，此法較為方便。靜壓復(fù)得法的特點是，利用風(fēng)管分支處復(fù)得的靜壓來克服該管段的阻力，根據(jù)這一原則確定風(fēng)管短面的尺寸。此方法適用于高速空調(diào)系統(tǒng)的水力計算。假定流速法的特點是，先按技術(shù)經(jīng)濟要求選定風(fēng)管的流速，再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸和阻力。假定流速法的計算步驟和方法如下：第一繪制風(fēng)管或空調(diào)系統(tǒng)軸側(cè)圖，對管段進(jìn)行編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量；管段長度一般按兩管件中心長度計算，不扣除管件（如三通、彎頭）本身的長度。第二確定合理的空氣流速。風(fēng)管內(nèi)的空氣流速對通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性有較大的影響。流速高，風(fēng)管斷面小，材料耗用少，建造費用??；但是系統(tǒng)的阻力大，運行費用增加。流速低，阻力小，動力消耗少；但是風(fēng)管斷面大，材料和建造費用大，風(fēng)管占用的空間也增大。第三根據(jù)各風(fēng)管的風(fēng)量選擇的流速確定風(fēng)管的斷面尺寸，計算摩擦阻力和局部阻力。第四并聯(lián)管路的阻力平衡。為了保證各送、排風(fēng)點達(dá)到預(yù)定的風(fēng)量，兩并聯(lián)支管的阻力必須保持平衡。對于一般的通風(fēng)系統(tǒng)，兩支管的阻力應(yīng)不超過15%；若超過上述規(guī)定，可采用下述方法使其阻力平衡。(1)調(diào)整支管管徑這種方法是通過改變支管管徑改變直觀的阻力，達(dá)到平衡。調(diào)整后的管徑按下式計算：（6-1）式中：——調(diào)整后的管徑，mm；——原設(shè)計的管徑，mm；——原設(shè)計的支管阻力，Pa；——要達(dá)到的支管阻力，Pa。(2)增大風(fēng)量當(dāng)兩支管的阻力相差不大時，例如在20%以內(nèi)，可不改變管徑，將阻力小的那段支管的流量適當(dāng)增大，阻力也隨著增大；同時風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓也會相應(yīng)增大。增大后的風(fēng)量按下式計算：（6-2）式中：L——原設(shè)計的風(fēng)量，m3/h；——調(diào)整后的風(fēng)量，m3/h。(3)閥門調(diào)節(jié)通過改變閥門開度，調(diào)節(jié)管道阻力，從理論上講是一種簡單易行的方法。必須指出，對于多支管的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行實際調(diào)試，是一項復(fù)雜的工作。必須進(jìn)行反復(fù)的調(diào)整、測試才能完成，達(dá)到預(yù)期的流量分配。1.2計算系統(tǒng)的總阻力管徑的確定：根據(jù)風(fēng)口和風(fēng)管的布置，可以初步確定風(fēng)管的位置，再利用假定流速法。根據(jù)文獻(xiàn)《簡明通風(fēng)設(shè)計手冊》[22]，風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速如表6-1、6-2所示。表6-1一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速（m/s）風(fēng)管部位生產(chǎn)廠房機械排風(fēng)民用及輔助建筑物鋼板及塑料風(fēng)管磚及混凝土風(fēng)道自然通風(fēng)機械通風(fēng)干管6～144～120.5～1.05～8支管2～82～60.5～0.72～5表6-2除塵通風(fēng)管道內(nèi)最低空氣流速（m/s）粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉狀的粘土和砂耐火泥重礦物粉塵輕礦物粉塵干型砂煤灰濕土（2%以下水分）鐵和鋼（塵末）棉絮水泥粉塵111414121110151388～1213171614131218151018～22鐵和鋼（屑）灰土、砂土鋸屑、刨屑大塊干木屑干微塵染料粉塵大塊濕木屑谷物粉塵麻(短纖維粉塵、雜質(zhì))19161214814～1618108231814151016～182012121.2.1送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計及水力計算表最不利送風(fēng)管路環(huán)路如圖6-1示，水力計算結(jié)果如表6-3所示。圖6-1送風(fēng)最不利環(huán)路表6-3送風(fēng)水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺amm矩型風(fēng)管尺寸bmm直徑或當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa）∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa110002502502509.71.104.4412.540.310.73.815.215003203203203.20.684.0710.511.02.210.513350395004004445.61.247.0031.101.07.031.138續(xù)表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺amm矩型風(fēng)管尺寸bmm直徑或當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa）∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa4130728005006154.51.359.0852.331.51.178.585522787100080088913.30.667.9139.755.08.8198.8207631321125080097613.90.708.7048.074.09.8192202755410160010001231160.649.6258.765.010.2294304注：最不利環(huán)路阻力損失為864Pa。1.2.2排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計及水力計算表圖P-1，P-2，P-3，P-4，P-5，P-6，P-7排風(fēng)系統(tǒng)圖如圖6-2至圖6-8所示，其水力計算表如表6-4～表6-10所示。圖6-2P-1排風(fēng)系統(tǒng)圖圖6-3P-2排風(fēng)系統(tǒng)表6-4排風(fēng)P-1系統(tǒng)水力計算表環(huán)路編號 環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺寸amm矩型風(fēng)管尺寸bmm直徑或當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa1143040025030812.00.693.9710.01.08.210.018.227153202502813.00.322.483.91.01.03.94.937153202502812.80.322.483.91.00.93.94.84362863025035812.01.381.4021.01.011.521.042.5注：最不利環(huán)路阻力損失為65.6Pa。表6-5P-2排風(fēng)系統(tǒng)水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺寸amm矩型風(fēng)管尺寸bmm直徑或當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa17542502502508.50.653.357.130.55.53.69.12333240025030811.53.349.2654.02.038109147.2310002502502503.01.094.4412.40.03.30.03.344442002002001.80.743.081.10.01.30.01.353372002002002.00.452.343.50.50.91.72.664132502502503.10.221.842.20.00.70.00.776742502502503.20.533.005.70.01.70.01.7814253203203203.60.623.879.52.02.219.021.2950975003203903.52.288.8549.71.58.074.682.6注：最不利環(huán)路阻力損失為240Pa。圖6-4P-3排風(fēng)系統(tǒng)圖圖6-5P-4排風(fēng)系統(tǒng)圖表6-6P-3排風(fēng)系統(tǒng)水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺寸amm矩型風(fēng)管尺寸bmm直徑或當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa13992002002008.50.612.774.880.55.12.47.6注：最不利環(huán)路阻力損失為7.6Pa。表6-7P-4排風(fēng)系統(tǒng)水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺寸amm矩型風(fēng)管尺寸bmm直徑或當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa14892502502508.50.292.173.00.52.51.54.02128932032032011.50.523.507.70.55.93.99.8注：最不利環(huán)路阻力損失13.8Pa。圖6-6P-5排風(fēng)系統(tǒng)圖圖6-7P-6排風(fēng)系統(tǒng)圖表6-8P-5排風(fēng)系統(tǒng)水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺寸amm矩型風(fēng)管尺寸bmm當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa114354002503085.20.693.9910.10.53.65.08.6225055002503332.81.165.5719.70.53.29.813.1314355002503334.50.413.191.460.01.90.01.9439396302503588.61.611.9530.71.513.841.059.8注：最不利環(huán)路阻力損失：81.5Pa。表6-9P-6排風(fēng)系統(tǒng)水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺寸amm矩型風(fēng)管尺寸bmm當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa18462502502502.60.803.768.980.52.14.51.6213203203203201.10.543.588.140.50.64.14.7321663203203203.51.355.8821.91.54.732.937.645353202502813.20.191.862.190.00.60.00.6514975003203900.80.232.604.290.00.20.00.2641985004004441.40.885.8321.63.05.764.870.4712303203203203.20.473.347.070.01.50.01.588602502502501.40.833.829.280.01.20.01.29628850050050010.11.071.9931.03.010.793.0103注：最不利環(huán)路阻力損失為218.3Pa。

圖6-8P-7排風(fēng)系統(tǒng)圖表6-10P-7排風(fēng)系統(tǒng)水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺寸amm矩型風(fēng)管尺寸bmm當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流速Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa18352502502502.60.783.718.750.52.04.41.429002502502501.10.904.0010.10.01.00.01.033062002002003.50.372.132.870.01.30.01.3420413202502813.22.267.0931.81.57.247.855.1注：最不利環(huán)路阻力損失為61.5Pa。1.2.3回風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計及水力計算回風(fēng)系統(tǒng)最不利環(huán)路如圖6-9所示，其水力計算表如表6-11所示。圖6-9回風(fēng)最不利環(huán)路表6-11回風(fēng)最不利環(huán)路水力計算表環(huán)路編號流量m3/h矩型風(fēng)管尺amm矩型風(fēng)管尺寸bmm當(dāng)量直徑Dmm管長Lm單位比摩阻RPa/m實際流Vm/s動壓Pa∑&沿程損失RLPa局部損失ZPa總阻力損失Pa18602502502501.10.833.829.280.05.00.05.0215913202502814.51.425.5219.30.01.40.01.4343575003203903.51.697.5631.31.55.954.560.4463716304004892.01.117.0231.31.52.247.049.2578066305005581.30.911.8830.01.55.745.150.9690828006307053.00.375.0115.91.51.123.925.071423280063070522.00.877.8439.00.019.10.019.1注：最不利環(huán)路阻力損失為211.6Pa。1.2.4設(shè)備選型空氣處理器的選型主要根據(jù)風(fēng)量和冷量選擇合適的新風(fēng)機組，空氣處理機組主要用于處理室內(nèi)空氣和供新風(fēng)，一般有空調(diào)工況和新風(fēng)工況兩種工作狀態(tài)，空氣處理機組一般由三個主要參數(shù)決定：風(fēng)量、表冷器排數(shù)、和機外余壓?，F(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)需要的風(fēng)量確定空氣處理機組的型號，然后根據(jù)需要提供的冷量來決定其排管數(shù)，由此便可確定。根據(jù)系統(tǒng)需要的余壓要求確定余壓，空氣處理機組一般有吊頂式和落地式兩種。落地式包括立式和臥式兩種。另外機組的送回風(fēng)方式也有諸多不同。應(yīng)根據(jù)建筑情況進(jìn)行最終的確定。夏季空氣處理過程如圖6-10所示，冬季處理過程如圖6-11所示。圖6-10夏季空氣處理過程N——夏季室內(nèi)空氣狀態(tài)點；W——夏季室外空氣狀態(tài)地點；N——夏季空氣混合狀態(tài)點；J——夏季機器露點；O——夏季送風(fēng)狀態(tài)點系統(tǒng)所需制冷量Q:Q=G×(hN-hO)Kw（6-1）式中：Q——系統(tǒng)所需制冷量；G——送風(fēng)量，m3/h；hn——夏季室內(nèi)空氣焓值，KJ/Kg；hO——夏季送風(fēng)空氣焓值，KJ/Kg。計算得制冷量Q=486Kw。圖6-11冬季空氣處理過程N——冬季室內(nèi)空氣狀態(tài)點；W——冬季室外空氣狀態(tài)地點；N——冬季空氣混合狀態(tài)點；J——冬季機器露點；O——冬季送風(fēng)狀態(tài)點Q=G×(hO1-hN1)Kw（6-2）式中：Q——系統(tǒng)所需制冷量；G——送風(fēng)量，m3/h；Hn——冬季室內(nèi)空氣焓值，KJ/Kg；hO——冬季送風(fēng)空氣焓值，KJ/Kg。計算得加熱量Q=414Kw。根據(jù)以上所需制冷量、前計算所需送風(fēng)量，特選擇如圖6-12所示機組，其性能參數(shù)如表6-12所示。表6-12組合式空調(diào)機組選型機組型號風(fēng)量m3/h全壓Pa制冷量Kw干蒸汽加熱熱量Kw干蒸汽加濕量Kg/h電機Kw表冷器接管冷凝排管JK6060000700500438315～63030DN80DN40圖6-12空調(diào)機組各功能段1.2.4.1冷水機組選型根據(jù)實際需要的制冷量，選擇水冷冷水機組，機組的型號及性能參數(shù)如表6-13。表6-13水冷機組性能參數(shù)機組型號制冷量（Kw）冷凍水（m3/h）冷卻水（m3/h）LSBLG-530A523901171.2.4.2風(fēng)機選型根據(jù)實際送分管道水力計算所得最不利環(huán)路的阻力，選擇風(fēng)機，風(fēng)機的型號及性能參數(shù)如表6-14及表6-15。(1)P-2、P-6排風(fēng)系統(tǒng)中除塵器的選擇表6-14除塵器性能參數(shù)除塵系統(tǒng)除塵器型號處理風(fēng)量（m3/h）除塵器阻力(Pa)過濾面積(m2)過濾風(fēng)速(m/s)風(fēng)機功率(Kw)P-2/P-6DU4524000～6800800～1200451.5～2.55.5/7.5(2)排風(fēng)機選擇表6-15排風(fēng)機性能參數(shù)排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機型號NO.DXJ-Ⅱ型處理風(fēng)量（m3/h）風(fēng)壓（Pa）轉(zhuǎn)速（rpm）功率（Kw）噪聲（dB(A)重量（Kg）P-1440604509200.756359P-32.5551107000.184622P-4314002059000.185427P-54.545003406900.756473P-73.522703249100.5559491.2.4.3水泵選型在選用水泵的規(guī)格時，應(yīng)注意以下幾點[23]：(1)選用水泵的流量應(yīng)小于水井或其他水源的正常產(chǎn)水量，并適當(dāng)考慮枯水季節(jié)的影響。(2)水泵的揚程應(yīng)按實際需要的揚程選用，并考慮水泵的管路損失。(3)選用水泵時應(yīng)考慮水泵的安裝高度，即被吸液面至水泵軸線的垂直距離要小于水泵規(guī)定的高度。水泵的安裝高度Hsz的估算：Hsz≤Ha-ΔHs-[NPSH]（6-3）Hsz≤10.09-ΔHs-[NPSH]（6-4）式中：Ha=10.33(m)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（水柱）；Hv=0.24(m)常溫清水（20℃）的氣化壓力（水柱）；ΔHs=吸入管路的損失，可根據(jù)實際情況計算；[NPSH]為允許的氣蝕余量。表6-16水泵選型表分類型號L(mm)B(mm)H(mm)接口DN流量m3/h臺數(shù)進(jìn)口出口冷凍水泵VGDG80-207004005008080982冷卻水泵VGDG100-2570040050015015012021.2.4.4冷卻塔選型冷卻塔的結(jié)構(gòu)包括水池、外殼、水分布系統(tǒng)以及風(fēng)機、電機等。風(fēng)機通風(fēng)方式有壓入方式和吸入方式，通常用離心式或螺旋式風(fēng)機。使用螺旋式風(fēng)機的吸出方式是常見的。