（环境工程专业论文）基于实测的中央空调系统风机选型和节能分析.pdf

武汉科技大学硕士学位论文第1 页 摘要 对6 个中央空调系统的8 台风机运行工况进行实测，根据实测数据计算风机运行工况 下各参数，将风机的设计流量和运行工况的流量、额定工况效率和运行工况的效率分别进 行比较，进而进行节能分析。 实测与分析表明，中央空调风机普遍存在选型偏大的问题，相对于设计风量，风机额 定工况风量平均增幅为9 1 4 ；相对于风机合理全压，额定工况全压平均增幅为9 3 8 8 。 显然，额定工况风量与合理风量之间的偏离幅度较小，额定工况全压相对于合理全压的偏 大程度严重。可见，由于系统水力计算不够准确或风机全压富余量过多，使得全压偏大， 是风机选型严重偏大的主要原因。 风机选型严重偏大的结果，是风机运行工况会严重偏离合理工况，风机实际风量普遍 严重偏大。与设计风量相比，风机实测风量平均增幅为2 3 4 7 。运行风量偏大使得风机能 耗增加，若合理选型，风机能耗平均可减少5 3 5 9 。如果以节流的方式使系统实现设计流 量，则相对于当前工况，风机能耗平均可以减少7 4 。 关键词：中央空调；风机；运行实测；合理选型：节能分析 第1 i 页武汉科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t e i g h tf a n so ft h es i xc e n t r a la i rc o n d i t i o n i n gs y s t e m sa r et e s t e do no p e r a t i o nc o n d i t i o n s a c c o r d i n gt ot h em e a s u r e dd a t a ，w ec a l lc a l c u l a t et h ep e r f o r m a n c ep a r a m e t e r so ff a n c o m p a r e d t h ea i rv o l u m eo f d e s i g nc o n d i t i o n sa n do p e r a t i o nc o n d i t i o n s 、t h ee f f i c i e n c yo f r a t e dc o n d i t i o n s a n do p e r a t i o nc o n d i t i o n s ，w ec a nm a k ea ne n e r g ya n a l y s i s t e s t i n ga n da n a l y s i ss h o wt h a t ，t h ef a n so f t h ec e n t r a la i rc o n d i t i o n i n gw i d e s p r e a de x i s tt h a t t y p es e l e c t i o na r eg r e a t e rt h a nt h ef a n so fs y s t e mr e q u i r e d c o m p a r e dt ot h ed e s i g nc o n d i t i o n ，t h e a i rv o l u m eo fr a t e dc o n d i t i o n sa l eg r o w t hf o r9 14 o na v e r a g e c o m p a r e dt or e a s o n a b l e c o n d i t i o n s ，t h ef u l lp r e s s u r e so fr a t e dc o n d i t i o n sa l eg r o w t hf o r9 3 8 8 o na v e r a g e o b v i o u s l y , t h ed i f f e r e n c e so fa i rv o l u m ea r es m a l l e rw h i l ef u l lp r e s s u r e sl a r g e rb e t w e e nr a t e da n do p e r a t i o n c o n d i t i o n s v i s i b l e ，t h em a i nr e a s o n sa r et h es y s t e mh y d r a u l i cc a l c u l a t i o nw a sn o ta c c u r a t e e n o u g ho rf a nf u l lp r e s s u r e so v e r m u c h a n dt h er e s u l t so ft h i sp h e n o m e n o na r et h a tf a nr u n n i n gc o n d i t i o nw i l lg r a v e l yd e v i a t e s f i o mr e a s o n a b l ec o n d i t i o n c o m p a r e dw i t hd e s i g nc o n d i t i o n s ，t h eg r o w t ho fa i rv o l u m ei so n a v e r a g e2 3 4 7 i fr e a s o n a b l es e l e c t i o n ，t h ee n e r g yc o n s u m p t i o nc a nr e d u c e5 3 5 9 i fu s i n g t h r o t t l i n gt oa c h i e v ed e s i g nf l o w ，t h ef a ne n e r g yc o n s u m p t i o nc a n r e d u c e7 4 o na v e r a g e k e y w o r d s ： c e n t r a la i rc o n d i t i o n i n g ； f a n ； r u n n i n gt e s t ； r e a s o n a b l es e l e c t i o n ； e n e r g y - s a v i n ga n a l y s i s 武汉科技大学硕士学位论文第1 页 第一章绪论 1 1 课题研究背景及意义 1 1 1 研究背景 鉴于目前能源紧缺的严峻形势，我国“十一五规划纲领提出“节能减排 的重大举 措，在中华人民共和国节约能源法中指出“节约资源是基本国策，实施节约与开发并 举、把节约放在首位的能源发展战略，为构建资源节约型、环境友好型的和谐社会奠定 坚实的基础。其中，“节能 主要是指从能源生产到消费的每个环节，有效、合理地利用 能源，降低消耗，抑制浪费。在我国的建筑行业中，建筑能耗占在社会综合总耗能2 7 ， 而且以每年1 的速度增长【i 】。在近4 0 0 亿平方米的既有建筑中，超过9 5 的建筑为高能耗 建筑；每年新建的近2 0 亿平方米的城乡房屋中，有8 0 以上为高能耗建筑。按现有建设 速度，建筑能耗占社会总能耗的比例将从现在的2 7 6 上升到3 3 以上。在这些建筑中， 特别是用于商业、服务行业的公共建筑，由于使用功能和服务对象的不同，大多采用中央 空调来保证室内环境的要求，在整个建筑总能耗中，中央空调系统能耗约占4 0 6 0 t 2 1 。按 上海和重庆的相关统计，中央空调的用电量分别占全市总用电量的2 3 和3 1 1 。因此中 央空调系统的能耗偏高成为建筑节能的重要阻碍。伴随国家经济的飞速发展、能源供应的“ 日渐紧张，如何满足人们对室内环境和空气品质日趋严格的要求，同时积极响应国家节能 号召降低能源消耗，最大限度的降低空调能耗，是一个重要课题。 在中央空调系统中，能源消耗主要体现在三个方面：空调冷热源、水泵和风机等动力 输送系统、空调机组及末端设备。目前大量的研究和实验都侧重于冷热源和水泵耗能上， 对于风机耗能在考虑节能时被忽视，主要原因在于风机系统较为分散、单机运行效率低， 节能效果不如其它设备明显。中央空调系统中风机主要包括空调风机、其它送风机、排风 机等，这些设备的耗电量占空调系统耗电量的比例是很大的，相关统计资料表明，建筑 能耗构成中风机耗能占有相当大的比重【3 l ，详见下表1 1 。 表1 1 建筑能耗分布 负荷类型冷水机组电梯、办公照明风机水泵 耗能比例( ) 2 92 52 11 69 在建筑中，风机系统的能耗占整个建筑能耗的1 5 2 0 ，目前国内风机的平均设计效 率为7 5 ，低于世界平均水平，且风机系统的运行效率仅为3 0 ，比国外约低2 0 。所以， 加强风机系统的节能管理，提高风机系统的运行效率，是中央空调系统节能的一项重要内 容。 目前，暖通空调在民用建筑中大量运用，空调技术正逐渐成熟，但中央空调行业风机 能耗大、效率低，其原因在于以下几个方面： 第2 页武汉科技大学硕士学位论文 l 、风机选型不当，风机运行工况严重偏离高效区，导致风机效率降低，大大增加输 送能耗。 风机选型时，简单的按照风量、风压，参照生产厂家产品样本选择。样本的性能参数 根据特定条件确定，在实际使用情况不同时，风机的实际性能曲线就会发生变化，若不注 意不同条件下参数之间的转换，将会导致风机运行工况偏离高效点。同时，由于设计周期 的限制及管道局部阻力部件阻力系数选取的准确度，设计人员往往对管路水力计算进行估 算，导致最终确定的风机全压偏大。 2 、风机的配套电动机容量选取过大，造成输配能耗的增加。 在设计中，考虑到管道可能漏风的问题，一般会在系统所需风量、风压的基础上乘以 一个安全系数，来确定风机的风量和风压。又由于风机的功率和风量、风压成正比。风量、 风压过大，肯定导致高功率，造成电能浪费。 3 、管路设计不合理，增加了管网阻力，增加能耗。 在设计中，管路布置不合理，不但会增加阻力、造成能源的浪费，而且还会造成风机 的进出口条件差，使风机效率大大降低，影响风机性能的发挥。 4 、风机用阀门消耗动力设备多余的能量，降低风机的调节效率，造成无谓的能量浪费。 针对上述问题，目前在追求利用新技术、新能源实现节能的同时，对于传统输配能耗 特别是风机能耗方面的重视程度正不断加强。因此，全面了解目前风机的运行状况，分析 能耗大的原因，统计实际能耗，并针对采集的数据作具体分析是一项迫在眉睫的工作。 1 1 2 研究意义 1 、通过对中央空调工程风机运行工况的大量实测调查，以了解风机的实际流量和能 耗相对于设计流量的偏离程度。 2 、在实测结果的基础上，通过计算确定风机的合理工况，并通过风机额定工况与合 理工况的对比，分析风机选型中存在的问题及其严重程度。 3 、通过风机实测能耗与合理工况能耗的比较，分析由于风机选型不当所造成的能耗 增加的程度。 4 、对于实际流量大于设计流量的系统，通过计算节流至设计流量的风机能耗变化。 通过以上工作达到如下目的：以实测结合计算所得到的量化结果，指出风机选型中存 在的主要问题是什么，以引导和推动风机的合理选型；说明风机的正确选型对风机节能的 重要性，以提高人们对风机正确选型的重视程度；指出对现有系统，有没有既能实现设计 流量，又可以减少能耗的技术措施，以指导运行。 1 2 通风机在通风空调工程中的应用及存在的问题 1 2 1 通风机的发展及其分类 风机是利用外加能量输送气体的流体机械总称，风机系统一般由风机、电动机、驱动 系统、输送管道、控制和调节装置组成，是制造流程顺利进行的重要保证。按排气压力高 武汉科技大学硕士学位论文第3 页 低，风机分为压缩机( p 1 9 6 l o a ) 、鼓风机( 1 5 k p a p q 2 ，而q i + q 2 = q a ，也就是q 爿 q l + q 2 。即并联运行时 单机能力未完全发挥，并联后总流量小于各单据运行时的流量和。一般而言，两机并联增 加流量的效果并非任何情况下都是用，只有在管路曲线较平坦即管路压头损失小的系统才 明显。 2 ) 由图看出，q 。 幺，q ： 见，只 只，最 只，可知分别单独运行是的流量和压力均 小于联合运行的流量和压力。这种压差是由并联运行所增大的流量，引起的流动损失造成 的。 3 ) 并联运行是都一定经济合理，需要通过研究各机效率而定。图中，在管路性能曲线 c e 下，联合运行时各机工作点d 。和d ：对应的效率为e 。和e 。这是风机1 在最高效率点e 下工作，而另一风机2 则偏离了最高效率点运行。如将管路性能曲线改为c e ，风机1 的 工作点d 。所对应的效率e 。低于其最高效率，风机2 则在最高效率e ：下运行。 因此，并联运行工作时，管路特性曲线越平坦，总流量越接近单机运行时的2 倍，工 作能力越好；但风机的性能曲线应陡一些，这样更能有效地达到并联增加流量的目的，因 第1 2 页武汉科技大学硕士学位论文 为风机的性能曲线越平坦，其总流量反而小于单独工作时流量的2 倍；此外，并联台数越 多，所能增加的流量越少，即每台风机输送的流量减少，故要合理设置并联台数，并联台 数过多并不经济。 2 3 离心式通风机工况测试的原理与方法 2 3 1 概述 空气在风管中流动，管内空气与管外空气会存在压力差，这个压力由风管内壁承受， 称为静压p j ；而空气在风管内流动产生动能，形成一定的动压p d ，用公式表示为：只= p y 么， 动压的方向是气体流动的方向。动压与静压之和称为全压p 。 2 3 2 通风管道风压、风速、风量的测定 一、测定位置的选择和测定点 1 、测点位置的选择 通风管道中风速及风量的测定，是通过测量压力换算而得的。测试管道中气流的真实 压力值，除正确使用压力仪器外，合理选择测量断面、减少气流扰动对测试结果又很大影 响。 测量断面应尽量选在气流稳定、扰动少的直管段上，可以减少扰动对测量结果的影响。 当设在三通、弯头等阻力部件前时，应保证两者间的距离大于2 倍管道直径，或在阻力部 件当测量现场因实际情况难于满足要求时，测量所选断面位置离阻力部件的最小距离应不 小于管径的1 5 倍。另外，调节阀的前后应尽量避免布置测定断面。在动压测定过程中时， 如发现该测点出现零压或负压，表明该处气流不稳定，不能作为测点断面。 1 、测试孔和测点 管道内，速度和压力分布是不均匀的，为较准确地得到管道内的参数，须在同一断面 上选取多个测点，再求出该断面的平均值。 1 ) 圆形风管 对于圆形风管，在同一断面上将风道截面分成若干个等面积的圆环。 2 ) 矩形风道 对于矩形风道，将风道截面划分为若干个等面积的小矩形，并尽可能地接近正方形， 小截面的边长约为2 0 0 咖左右，测点位于各截面的中心。测点布置图如图，根据现场操作 的方便程度，可将测孔选择丌设在风管的长边或短边。 二、风道内压力的测定 风压的测定主要测量三个参数：全压、静压、动压。因三者之间存在关系，一般只测 全压和静压就能计算出动压。可选用毕托管与压力计配合测试压力。毕托管是测量风压的 一次仪表，用来传递风管内的压力，它有全压和静压两个测孔。风测全压的孔口是迎着风 道中气流的方向，测静压的孔口应垂直于气流方向。 武汉科技大学硕士学位论文第1 3 页 测定前，须根据测定断面为风机的吸入段还是压出段，以及所测压力是静压、全压还 是动压，将毕托管与压力计正确连接，再根据测点位置依次测量，并记录数据，最后计算 各断面的平均压力。计算断面上的平均动压时，通常按均方根；当各点动压值相差不大， 也可用算术平均值计算。因工程现场常为较大风管，在测量动压时有出现某个测点动压值 读数为零值或负值的情况，表明该断面气流不稳定，产生涡流，但断面流量并未改变，在 计算平均动压时，应将负压作为零值处理，测点总数包括动压为负或零值的全部测点。 三、风管内风速、风量的测定 通过测量仪器可以直接读取断面风速，再根据平均风速可得该断面上的平均风量： q = v a x3 6 0 0 ( m 3 h ) 式中a 管道断面积，m 2 。 气体在管道内的流量、流速与大气压力、气流温度有关。当管道内输送的不是常温气 体时，应同时给出相应的气流温度和大气压力。 2 3 3 风机性能曲线的测定 一、动压p d 、风量q 的测试 由3 1 2 可得要测定的动压和风量。 二、风压即全压p ：p = 只+ 1 1 5 只，考虑到从风机出口到所选断面测点存在压力损失，用、： o 1 5 只加以修正。 三、功率n ，常指输入功率，即原动机传到风机轴上的功率，称轴功率，在测试中我们选 用电功率表直接读取。 四、效率r l 风机的输出功率即有效功率n 。，表示单位时间内气体从风机中取得的实际能量，等于 风压和流量之积。 效率表示输入的轴功率被气体利用的程度，用公式表示如下： n。pxq r 2 育2 。3 6 0 0 xn 2 4 本章小结 本章以通风机基本理论为基础，引入通风机几个重要性能参数：风量、风压、轴功率、 效率，为风机运行实测做准备，利用相关仪器仪表测试风机实际运行状况，记录风速、全 压、静压、电功率等数据，以计算运行工况下各参数。 同时本章介绍了风机运行的理想性能曲线和实际性能曲线，在不同的管路系统中，风 机运行状况会不同程度的偏离理想性能曲线，要准确的了解风机实际运行状况，必须对风 机实际性能曲线和管路系统的性能曲线进行分析，找出风机实际运行工作点，当风机与系 第1 4 页武汉科技大学硕士学位论文 统匹配不当时，通过风机重新选型、改变风机转速、节流调节、风机联合运行等不同方式 进行调整，使设备与管理相匹配。 为了更好的为实测做准备，本章对风机实测的基本原理和方法作简单介绍，其中，实 测过程中测定位置的选择和测点的分布极为重要，测量断面尽量选在气流稳定、扰动少的 直管段上，可以减少扰动对测量结果的影响。且管道内，速度和压力分布是不均匀的，为 较准确地得到管道内的参数，须在同一断面上选取多个测点，再求出该断面的平均值。 武汉科技大学硕士学位论文第1 5 页 第三章中央空调风机运行工况实测 2 0 1 0 年1 月至2 0 1 0 年9 月，我们调查了武汉地区的多个暖通空调工程，对冬、夏季 空调运行系统中风机运行状况进行能耗测试，了解其运行状况，总结出目前我国暖通空调 工程中风机系统运行普遍存在的一些问题，希望能引起设计人员及后期运行管理人员的注 意，以便在设计阶段进行合理设计，在运行阶段有针对性的进行改造，减小风机输配能耗。 实测具体测试步骤如下： 1 、记录空调机组铭牌参数。 2 、选择风机断面，测量断面尺寸，按等面积法划分测点，并绘制测点分布图。 3 、用毕托管、多功能测量仪或s w e m a a i r 3 0 0 在每个测点测试管内温度、湿度、风速、 压力( 动压、静压、全压) 。 4 、用电功率表测试风机实际运行功率。 5 、绘制表格，将测试数据整理填入表格 3 1汉口某家装市场空调工程 3 1 1 项目简介 该工程是位于武汉市的一家大型家装建材市场，全区分为a 、b 、c 、d 、e 、f 等多个 片区，全区内均设置中央空调系统，被测试机组是位于a 区二楼灯饰区的组合式空调器。 实测机组内为两台风机并联运行。 l 、测试时间为2 0 1 0 8 5 。 2 、机组选型用设计参数：q 。= 9 4 0 0 m 3 h 3 、被测试机组参数，见表3 1 。 表3 1 机组参数统计表 型号 冷量k 1 风机功率k w电流a电压v频率h z风量m 3 h全压p a a r 2 0 - 6 r i o h1 7 2 62 5 26 8 x 2 3 8 05 02 0 0 0 05 0 0 4 、测点断面分布见图3 1 、3 2 ： 图3 1 ：压出端测点断面分布 图3 2 ：吸入端测点断面分布 第1 6 页武汉科技大学硕士学位论文 3 1 2 实测结果 实测结果见表3 2 至表3 4 。 表3 2 风机压出端测试结果 。参裁 温度湿度风速静压动压全压 。 备注 测点 t ( )由( )v ( m s )p j ( p a ) p d ( p a )p ( p a ) l2 0 21 8 21 0 5 88 89 51 8 5 22 0 11 8 2l o 1 l8 88 81 7 8 32 01 8 3l o 2 59 3 9 0 1 8 2 4 2 0 11 8 3i o 7 89 39 81 8 2 52 01 8 21 0 7 89 29 81 8 0 62 0 11 8 41 2 7 28 51 3 02 1 5 7 2 0 1 1 8 51 4 0 07 01 5 42 2 5 8 2 0 1 8 51 1 5 48 51 1 0 1 9 8 92 01 8 5l o 1 l7 58 81 8 5 1 02 0 11 8 51 0 9 l9 21 0 01 9 8 平均值 2 0 0 71 8 3 61 1 1 7 88 6 11 0 5 11 9 2 8 表3 3 风机吸入端测试结果 参数 温度湿度风速静压动压全压 备注 测点 t ( )巾( )v ( m s ) p j ( p a ) p d ( p a )p ( p a ) l2 8 22 1 1o 8- 4 1 51 2- 4 1 5 22 8 22 0 914 10 54 1 32 82 0 。81 3- 4 2 52- 4 0 42 8 1 2 11 1 - 4 1 1 - 4 0 5 52 8 2 0 91 - 4 21 5- 4 1 62 82 0 8o 5 54 20 5- 4 0 5 72 7 92 0 74 3- 4 3 81 42 8 82 7 92 0 72 8 4 1 5 9 53 1 5 92 7 9 2 0 8 3 9- 4 3 6 1 2 - 3 0 1 02 7 92 0 73 54 1 81 0 83 0 1 l2 7 92 0 81 2 5- 4 3 61 2- 4 1 8 1 22 82 0 72 8- 4 81 13 5 5 1 32 7 92 0 71 8- 4 3 5 - 4 1 武汉科技大学硕士学位论文第1 7 页 1 42 82 0 72 64 61 0 - 3 6 5 1 52 7 92 0 81 5- 4 5 26- 4 0 平均值 2 7 9 92 0 8 12 0 l 一4 3 1 0 5 7 5 - 3 7 2 5 表3 4 风机功率测试结果 工况相数 交流电压v交流电流a 频率h z 有功功率k w 单 2 2 8 31 0 0 75 0 01 6 1 总两 2 2 8 31 0 0 85 0 0 1 6 0 2 2 8 1 1 1 o 4 9 9 1 5 9 3 1 3 风机运行工况参数 1 、风机全压计算 选定断面1 - 1 、2 - 2 ，列能量方程如下： = 昱一暑+ ( 巴n 2 + 参笔三) 式中：昂罡一吸入段、压出段测点全 压平均值；单位：只 己肌2 一两断面间沿程压力损失； 一局部阻力系数之和； ，一断面2 处平均风速。 1 ) 沿程压力损失计算 查文献2 0 得如下数据： 对矩形风道g x b = 1 6 0 0 x 4 0 0 ， 公称直径d 。：呈噜：0 6 4 m ， 口十d 管内风速1 1 1 8m s ，查表1 1 2 - 3 得， 单位管长沿程摩擦阻力 p 。= 1 8 5 p m ， f ”ff 目风 图3 3 ：测试系统草图 p m ，i 2 = 卸。x l = 1 8 5x 5 = 9 2 5 只 2 ) 局部压力损失计算 第1 8 页武汉科技大学硕士学位论文 根据系统图，可知阻力部件有设在空调机组内的双进风风机，静压箱，突缩，其局部 阻力系数列于下表： 表3 5 局部阻力系数统计 阻力件名称静压箱毛一 设在柜内的进风风机毛。 突缩写。 毛 阻力系数 0 40 4o 3 71 1 7 局部压力溅 戋了0 1 , , 2 = 1 1 7 2 半_ 1 5 吧 3 ) 风机全压计算 c = 最一日+ ( 岛t - 2 + 2 氏譬) = 1 9 2 8 - ( - 3 7 2 5 ) + ( 6 8 5 + 1 5 0 ) = 3 8 6 9 乞 2 、风机风量计算 系统运行总风量 q = 1 1 1 8 x 1 6 x 0 4 = 7 1 5m 3 s = 2 5 7 4 0m 3 h 该空调机组为两台风机并联，根据风机并联运行工况点，可知单台风机运行风量相差 不大，可视为单台风机承担风量相同，即 包= = 2 5 7 = 1 2 8 7 0m 3 h 3 、风机功率计算 根据表3 5 ，风机运行总功率 札= 1 6 1 + 1 6 0 + 1 5 9 = 4 8 0 k w 单台风机运行功率 4 、风机效率计算 风机运行效率： 风机额定效率： 札= = 4 8 _ 2 4 0 k w 刀：生：1 2 8 7 6 0 0 x 3 8 6 9 ：5 7 6 3 1 0 0 0 n 5 、本工程不同工况数据统计 770：丽qopo：2000矿033600 x 5 0 0 ：6 7 7 5 武汉科技大学硕士学位论文第1 9 页 表3 6 各工况数据统计表 工况风量m 3 i l全压r功率k w效率 设计 9 4 0 0 额定1 0 0 0 05 0 0 2 0 5 6 7 7 5 运行 1 2 8 7 03 8 6 92 4 0 5 7 6 3 3 2 某休闲会所馆空调工程 3 2 1 项目简介 该工程是位于武汉市武昌区一休闲会所馆，全馆内设中央空调，由相邻大楼机房制冷 机组内供冷，由被测机组提供新风负荷，机组内三台风机并联运行。 冬季：大气压力b 一2 8 p a ，室内温度值t n = 1 6 8 c ，相对湿度3 8 1 1 、测试时间为2 0 1 0 1 2 l 2 、机组选型用设计参数：q = 1 3 9 3 3 m 3 h 3 、被测试机组参数，见表3 7 。 表3 7 机组参数统计表 型号 冷量k w 风机功率k w电流a电压v频率h z风量m 3 h全压p a 静压p a f y - 4 5 u g 4 5 26 31 3 5 7 33 8 05 0 4 5 0 0 0 9 3 06 9 0 d r 5 、测点断面分布见图3 4 、3 5 ： 图3 4 ：吸入端测点断面分布 图3 5 ：压出端测点断面分布 3 2 2 实测结果 实测结果见表3 8 至表3 1 0 。 第2 0 页武汉科技大学硕士学位论文 表3 8 风机吸入端测试结果 参数 温度湿度风速静压动压 全压 备注 测点 t ( )巾( ) v ( m s )p j ( p a ) p d ( p a )p ( p a ) l1 7 52 8 20 4 53 oo 53 7 21 9 42 9 11 55 90 86 5 32 0 52 7 31 15 4o 76 1 42 0 92 8 81 85 51 67 o 52 0 62 8 20 8 - 4 o 9 4 8 62 1 32 7 91 9- 51 26 3 71 6 12 6 92 25 5o一5 2 吸入段 81 6 42 7 12 35 71 - 26 8 91 82 7 22 5 54 83 07 5 1 01 9 62 7 72 84 85 5- 1 0 l l1 9 72 6 92 55 42 87 o 1 22 02 6 736 41 58 o 平均值 1 9 12 7 71 9 15 11 6 46 6 表3 9 风机压出端测试结果 参数 温度湿度风速静压动压全压 备注 测点 t ( )巾( )v ( m s ) p j ( p a ) p d ( p a ) p ( p a ) 11 8 83 39 1 11 7 21 3 73 0 9 21 7 83 3 51 2 o o1 6 51 3 5 3 0 0 3 1 9 52 8 41 0 3 31 5 41 6 03 1 4 41 8 92 9 。61 2 7 81 3 21 6 93 0 1 51 8 92 6 89 1 01 5 51 0 33 5 8 61 9 43 3 19 8 11 8 01 5 03 3 0 压出段 71 9 93 2 59 4 3 1 6 5 1 2 53 9 0 82 0 13 0 69 2 81 5 01 4 03 9 0 91 9 63 3 41 0 3 31 4 01 6 03 0 0 1 01 9 83 1 91 1 5 61 5 5 1 8 5 3 4 0 l l1 8 93 0 89 0 01 6 51 3 53 0 0 武汉科技大学硕士学位论文第2 l 页 1 22 0 53 2 49 4 31 6 01 2 53 8 5 1 31 6 53 0 69 2 81 5 01 4 03 9 0 1 4 1 7 9 2 9 8l o 3 31 4 61 6 0 3 0 6 1 51 8 23 1 61 2 8 31 4 51 7 03 1 5 平均值 1 8 9 83 1 2 01 0 3 l1 5 5 6 01 4 6 2 73 3 5 2 0 表3 1 0 风机功率测试结果 工况相数交流电压v交流电流a频率h z有功功率肼 单 2 2 6 82 4 5 5 0 5 2 4 总两2 2 6 8 2 4 6 4 9 95 2 6 2 2 6 22 4 64 9 95 1 8 3 2 3 风机运行工况参数计算 l 、风机全压计算 选定断面1 - 1 、2 2 ，列能量方程如下： ：昱一鼻+ ( 2 + 磊竿) 尽昱一吸入段、压出段测点全压平均值； 乞l 2 一两断面间沿程压力损失； 毒一局部阻力系数之和； 1 ，一断面2 处平均风速。 查查文献2 0 得如下数据， 1 ) 沿程压力损失计算 图3 6 测试系统草图 矩形风道口6 ：1 0 0 0 x 1 5 0 0 ，公称直径d 。：兰冬= 1 2 m ，管内风速1 0 3 1 m s ， a+d 查表11 2 3 得，单位管长沿程摩擦阻力p 删= 0 7 2 p m ， 巴i 2 = 卸朋xl = o 7 2 x 1 0 = 7 2 p a 2 ) 、局部压力损失计算 根据系统图，可知阻力部件有设在空调机组内的进风风机，静压箱，突缩，其局部阻 力系数列于下表： 第2 2 页武汉科技大学硕士学位论文 表3 1 1 局部阻力系数统计 阻力件名称静压箱毛设在柜内的进风风机毛z 突缩毛。直角弯毛一毛 阻力系数 0 40 6o 3 7 3 = 1 1 1o 2 42 3 5 局部压力损失： 乞t p v 2 = 2 3 5 坐竽_ 1 5 。 3 ) 、风机全压计算 = 最一片+ ( 2 + 彭譬) = 5 0 2 - ( - 6 6 ) + ( 7 2 + 1 5 0 ) = 6 6 5 8 2 、风机风量计算 系统运行总风量q z = 1 0 3 1 x1 5x 1 0 = 1 5 4 6 m 3 s = 5 5 6 5 6 m 3 h 该空调机组为三台风机并联，根据风机并联运行工况点，可知单台风机运行风量相差 不大，可视为单台风机承担风量相同，即 q = = 5 5 6 5 = 1 8 5 5 2m 3 h 3 、风机功率计算 根据表3 1 1 ，风机运行总功率z = 5 2 4 + 5 2 6 + 5 1 8 = 1 5 6 8 k w 单台风机运行功率 c = = 1 5 - 5 2 3 k w 4 、风机效率计算 风机运行效率： 叩：盟：1 8 5 5 2 3 6 0 0 x6 6 5 8 ：6 5 6 5 。 1 0 0 0 m1 0 0 0 5 2 3 风机额定效率： ：而q o 瓦p o ：2 0 0 0 而0 ；6 丽0 0 x 一5 0 0 ：6 7 7 5 本工程不同工况数据统计 武汉科技大学硕士学位论文第2 3 页 表3 1 2 各工况数据统计表 上况风量m 3 h全压p 功率k w效率 设计 1 3 9 3 3 额定 1 5 0 0 0 9 3 0 0 05 0 5 7 6 7 3 运行 1 8 5 5 26 6 5 8 05 2 3 6 5 6 5 针对设计风量和额定工况、运行两种工况，将相关数据整理如下表： 3 3 某五星级大酒店空调工程 3 3 1 项目简介 该工程是位于武汉市武昌区的某五星级大酒店，集商务、休闲、餐饮、客房等服务于 一体，0 7 年年初投入使用，目前空调系统运行良好。 l 、测试时间2 0 1 0 7 7 2 、机组选型用设计参数：q = 1 8 0 0 0 m 3 h 3 、被测试机组参数，见表3 1 3 。 表3 1 3 机组参数统计表 型号风机功率k w电压v频率h z风量m 3 h全压p a静压p a s d k x 一2 0 b l s 3 3 8 0 5 02 0 0 0 04 8 04 3 1 4 、测点断面分布见图3 7 、3 8 ： l 翌l 一一乒 工 垫q 鱼 i 图3 7 ：吸入端测点断面分布图3 8 ：压出端测点断面分布 3 3 2 实测结果 根据测点分布图，将运行数据整理并统计在表3 9 至表3 1 1 ： 表3 1 4 风机压出端测试结果 数 温度 湿度 风速静压动压 全压 备注 测点 t ( )巾( )v ( m s ) p j ( p a ) p d ( p a )p ( p a ) l 1 9 01 71 1 51 2 01 4 52 7 5 压山段 第2 4 页武汉科技大学硕士学位论文 21 8 91 7 5l o 81 0 51 9 53 0 0 31 9 41 6 81 2 81 0 01 4 02 3 5 41 8 5 1 71 0 41 1 61 9 83 0 9 51 8 51 7 28 5 1 3 21 6 52 9 0 61 9 11 7 48 31 3 51 2 02 5 0 71 9 01 7 881 3 01 2 82 5 6 81 9 1 8 7 81 2 01 8 02 8 8 91 91 6 87 41 2 81 3 22 6 3 1 01 9 11 6 77 91 4 31 1 82 5 5 1 11 9 21 6 59 81 4 21 1 52 5 5 1 21 9 01 6 49 31 4 31 2 52 7 0 1 31 9 21 6 11 1 21 4 31 3 52 8 0 1 41 8 31 69 7 51 4 71 2 62 6 0 1 51 81 5 99 91 4 61 1 3 52 4 5 平均值 1 9 22 0 19 5 61 3 0 0 01 4 2 3 72 6 8 7 3 表3 1 5 风机吸入端测试结果 参数 温度湿度风速静压动压全压 备注 测点t ( ) m ( ) v ( m s )p j ( p a ) p d ( p a )p ( p a ) 12 6 81 9 45 8 0- 1 9 92 09 9 22 8 21 9 45 8 5一l l o1 8- 9 2 32 6 11 9 15 5 51 1 l2 6- 8 5 吸入段 42 5 4 1 9 15 7 5- 1 0 8 2 7- 8 1 52 8 21 9 6 6 2- 1 0 7 2 87 9 平均值 2 6 91 9 35 8 31 l l2 3 8- 8 7 2 表3 1 6 机组运行功率参数统计表 - t 况 相数交流电压v交流电流a频率h z有功功率k w 单 2 2 5 61 0 3 4 9 9 1 2 8 总两2 2 4 8l o 35 0 1 2 4 2 2 5l o 34 9 91 2 6 武汉科技大学硕士学位论文第2 5 页 3 3 3 风机运行工况参数计算 1 、风机全压计算 选定断面卜1 、2 - 2 ，列能量方程如下： = 昱一只+ ( ：+ 磊竽) 式中：昂昱一吸入段、压出段测点全压平均 值，单位： 幺肌2 一两断面间沿程压力损失，单位： 六一局部阻力系数之和； 图3 9 测试系统草图 v 一断面2 处平均风速，单位：m s 1 ) 沿程压力损失计算 查文献2 0 得如下数据： 矩形风道口b ：1 4 0 0 5 0 0 ，公称直径d 。：兰冬：0 7 3 6m ，管内风速9 5 6 m s ， a+d 查表1 1 2 3 得，单位管长沿程摩擦阻力p 。= 1 0 8 p j m ， 巴，l 2 = a p 埘l = 1 0 8 1 0 = 1 0 8 只 2 ) 局部压力损失计算 根据系统图，可知阻力部件有设在空调机组内的双进风风机，静压箱，突缩，其局部 阻力系数列于下表： 表3 1 7 局部阻力系数统计 阻力件名称 同风箱毛设在柜内的进风风机毛z突扩毛s 垂直弯毛t毛 阻力系数0 40 40 3 7 2 = 0 7 40 2 4 2 = 0 4 82 0 2 局部压力损失： 丁p v 2 - 2 0 2 半= 1 1 0 7 7 3 ) 风机全压计算 只= 最一只+ ( 岛+ 孝总譬) = 2 6 8 7 3 - ( 一8 7 2 ) + ( 1 。8 + l l o 7 7 ) = 4 4 7 5 只 第2 6 页武汉科技大学硕士学位论文 2 、风机风量计算 系统运行总风量q c = 9 5 6 x 1 4 xo 5 = 6 6 9 m 3 s = 2 4 0 8 2 8 m 3 h 3 、风机功率计算 根据表3 1 6 ，风机运行总功率m = 1 2 8 + 1 2 4 + 1 2 6 = 3 7 8 o v 4 、风机效率计算 风机运行效率： 刀：盟：2 4 0 8 2 8 3 3 6 0 0 x 4 4 7 5 ：7 9 2 1 0 0 0 n o 1 0 0 0 x 3 7 8 风机额定效率： 吼：羔：面2 0 0 0 6 0 0 x 4 8 0 硼舭 5 、本工程不同工况数据统计 针对设计流量和额定工况、运行工况，将相关数据整理如下表： 表3 1 8 各工况数据统计表 工况风量m 3 l i全压p 4功率k w效率 合理 1 8 0 0 0 额定 2 0 0 0 04 8 03 8 8 9 运行2 4 0 8 2 84 4 7 53 6 2 8 2 8 3 4 某科技工业园区空调工程 3 4 i 项目简介 该工程是位于武汉市光谷工业园区，被测试机组为洁净空调机组。 1 、测试时间为2 0 1 0 7 3 0 2 、机组选型用设计参数：q ，= 1 6 5 0 0 m 3 h 3 、被测试机组铭牌参数，见表3 1 9 。 表3 1 9 机组参数统计表 风机功率k w电压v频率h z风量m 3 h 全压p a 5 53 8 05 01 7 2 8 0 8 0 0 4 、测点断面分布见图3 1 0 、3 1 1 武汉科技大学硕士学位论文第2 7 页 o o u _ ) 图3 1 0 吸入段测点断面分布图 图3 1 l 压出段测点断面分布图 3 4 2 实测结果 根据测点分布图，将运行数据整理并统计见表3 1 5 至表3 1 7 ： 表3 2 0 风机压出端测试结果 参数温度湿度风速静压动压全压 备注 测点 t ( )由( )v ( m s ) p j ( p a ) p d ( p a )p ( p a ) 12 5 92 4 51 0 23 9 51 1 3 8 5 1 5 6 22 5 72 4 91 04 0 01 1 3 55 1 0 32 7 12 5 41 0 9 53 9 81 1 45 0 9 压出段 42 7 82 5 61 0 93 9 61 1 65 1 0 52 8 72 5 51 0 43 9 81 1 75 0 8 平均值2 7 0 42 5 1 81 0 4 93 9 7 41 1 4 8 65 1 0 5 2 表3 2 l 风机吸入端测试结果 参数 温度湿度 风速 静压 动压全压 备注 测点 t ( )巾( )v ( m s ) p j ( p a ) p d ( p a ) p ( p a ) l3 3 12 5 62 53 57 54 23 2 62 5 53 8- 36 54 5 33 2 12 5 44 6一1 56 55 5 43 1 6 2 4 33 5一1 8 6 5 5 53 1 62 4 66 0 52 85 54 8 63 1 42 4 16 83 57 54 5 吸入段 73 1 5 2 4 3 6 22 5 5 53 5 8 3 1 4 2 4 2 6 5 1 56 54 2 93 1 52 4 36 2- 154 1 03 1