风管设计课程(修正版)

风管设计课程,大金(中国)投资有限公司技术部研修课,PPT06012A,大金风管机介绍,空调机,室外空气,室外空气滤网,阀门,回风,室内,消声弯头,送风口,阀门,阀门,消声弯头,送风,回风风管,送风风管,软接头,风管系统的构成,风管的分类,风管称呼及压力范围,设计相关单位,常用压力单位帕斯卡（Pa）：国际标准压力单位，表示每平方米所受的牛顿力。公斤/厘米（Kg/cm）：主要用于表示空调系统内部的压力。毫米汞柱（mmHg）：主要用于表示大气的压力。毫米水柱（mmH2O）：主要用于表示空气流动的压力，风管设计中主要使用的单位;也用来表示空气的阻力。,各种压力单位的换算：一标准大气压力=760mmHg10.33mH2O1Kg/cm0.1MPa,静压、动压和总压,这里只施加静压,全压,静压,可在这里测定动压,全压=静压+动压,静压,静压：最容易理解的话来说，急速吹气球使其膨胀起来时，虽然内部形成了大气以上的压力，但因手捏住了出气口，所以空气并不流动。1mmAq9.8010Pa,动压：空气是密度非常小的物质，不施加压力就不流动，但是此压力是很微小的。如上图所示，在使其面临空气流动的检测口处，如要制止流动就要改变压力。此压力取决于速度v。,全压:静压+动压,基本参数介绍,机外静压（排出部分+吸入部分）这里所计算的压力损失称为机外静压。所谓机内阻力是指空调机内部（盘管、滤网、外壳）的损失部分。,吸入口,吹出口,全压,静压,动压,风管设计方法,等速法预先确定风管中各部位的速度（风速）并确定风管截面积尺寸的方法。虽然速度已确定，但因各部分的摩擦损失不同，还有分支部分教多的风管等因素，这一方法并不实用，所以几乎不用。用途：气动输送粉末。,等压法（等摩擦法、定压法）把每米风管的损失作为定植的方法。在确定了达到基准的损失时，对各部分的送风量就以该损失为定植，自动地形成确定风速的反复作业。在算出了风管延长至最大长度时的基准损失时，就能立即得出直管部分的损失。本方法已成为目前风管设计的主流。,静压再获得法用于现在很少见的高速风管,全压法根据Pt=Ps+Pv的既定原理，按全压基准设计的方法。这是现有风管设计发中最合理的方法，已成为风管设计的主流。,风管系统设计步骤,风管设计（1）,1风管内的气流速度之所以特别注意气流速度主要是为了对付噪音。如果风速高，就可使用细风管，从而节省工程费用。但是反过来增加电机的动力却不够经济。,低速风管最大值(m/s),风管设计（2）每单位长度的标准摩擦损失(等压法),历来低速风管中.送风管以0.81.5Pa/m(平均1.00Pa/m)为基准,回风管以0.61.0Pa/m(平均0.82Pa/m)为基准.这里之所以缩小回风管的风速值,除了对付噪音之外,还有风管强度上的理由.因回风管位于吸风部分,与风管相反,受到来自外部的压力,要注意减轻其负荷.,风管设计（3）圆形风管对方形风管的换算,如果风量(m/h)与标准摩擦损失(Pa/m)已确定,就能从书上的”风管阻力线图”上一举读出摩擦损失、风速、圆形风管直径。一读出圆形风管直径，该尺寸就可以从圆形变为方形。此时若认为无论圆形还是方形只要截面积相同即可，那就错了。这是因为风管的外部周长不同。例如：截面积为1m的正方形风管，其边长为4m。而与其对应的圆形风管边长却为3.54m，与方形风管的正方形要差13%。这一关系随着方形风管的长边、短边之比即纵横比变得越大，成为扁平式长方形风管时，该差值也就变得越大。,风管设计（4）纵横比的设定,纵横比越大，风管的周长也就越大，会产生下列麻烦的问题：1风管的制作费用提高2风管表面的热损失增大3风管的压力损失增大4在风管内部引起的偏流，还会引起风量的波动对应的方法只有减少纵横比。,理想比值：H/W=48H：风管高度W：风管宽度圆管：r/D=1.5-2.0r:转弯半径D:圆管直径,主风管和分支风管的许可风速,一、通风量的确定,Q：空调设备中所需的通风量Qm/hqs：显热负荷kWCP：空气的定压比热kJ/（kg.）：空气的密度kg/mCP=1.2kJ/(m.)tr:室温ts:喷出口温度,（）,（）,假定,（）式,：送风量（m3/min）,：制冷显热（）,：吹出口的比体积（m3）,：吹出吸入温度差（）,能力下降的话会没有温度差,-(1),由(1)式得出,-(2),通风量的确定,新风量的计算,1、根据建筑物结构特点选择不同安装形式的新风换气机2、根据房间用途、面积、内部人员数量确定合适的新风量3、根据确定的新风量选择设备的规格和数量(一般取30m/h),新风负荷的计算,在现实中做设计时，新风负荷的计算往往不用在学校时用的那种方法，而用经验公式：Qo=Qs+Ql,Qs=0.29*吸取室外的空气量*温度差，Ql=720*吸取室外的空气量*绝对温度差，吸取室外的空气量=30*房间面积*人员密度,二、确定送风口的数量和分布,确定使用风动扩散型还是细长风口型，从送风量到数量和尺寸、配置。要点：仔细研究扩散半径、到达距离/风速的分布，确定送风口的数量。确定每一部分的风量处理。确定风动扩散型或细长风口型的尺寸及类型（圆形、方形、细长形）。,气流组织舒适性空调对于距地面约1.8m以内的居住空间的空气进行调节控制，保证它们维持在令人感到舒适的条件状态。送风方式从侧壁上部的水平送风从地面朝上送风从天花水平送风从天花往下送风回风口的位置不要设置在送风口的附近，避免气流短路，影响室内气流分布在人员密度高的房间、吸烟室、产生臭味和粉尘的房间等处，最好将回风口设置在天花顶上,风口风速一般来说，送风口的结构越复杂，并且送风速度越大，则发生的噪音就越大。许可的最大送风速度主要取决于其发生噪音和房间的用途决定的许可噪音级别，同理，回风速度也和噪音有关，送风和回风速度的推荐值具体可见下表1和表2。,风速与人体舒适性的关系,风口的种类,壁式格栅出风口,天花线型出风口,天花扩散出风口,喷流风口,可开式百叶回风口,各种风口的设计(新风引入）,通道尺寸的决定因素是通过风速。通常按2.5m/s的水平设计，通道的有效开口面积一般为65%。,各种风口的设计,扩散半径送出的空气逐渐扩展并扩散，末端的气流速度降低，余留风速为0.25m/s时的扩展半径称为最大扩散半径。同样，余留风速为0.5m/s时的扩展半径称为最小扩展半径。,P8&P31,天花扩散送风口(散流器),散流器气流为贴附（平送型）型适用于吊顶送风系统，按性能确定颈部的风速，还须考虑安装的高度及场合中间叶片芯可拆卸，便于安装，调试尺寸由用户选定,壁式格栅送风口,格栅型因为是挂壁型的代表产品，通常称为万向格栅。由横向格子（风窗）吹出的气流可作上下方面的调整，纵向格子吹出的气流可作左右方向的调整。并且格子后面还附有调整风量用的风口，称为风道。到达距离从墙面吹出的空气边扩展边行进，分别称为余流风速达到0.5m/s和降低到0.25m/s时的距离。,喷流风口,各种风口的设计（喷嘴型1）,要达到最远的距离，就应采取这种喷嘴型。用在剧场和大厅里，能进行远距离送风，风速达到5m/s以上。此外，为了免除产生噪音的烦恼，办公室和广播电台的播音室里应采用低风速的送风口。,各种风口的设计（喷嘴型2）,旋流风口具有送出旋转射流，诱导比大，风速衰减快等特点，在通风空调系统中可做大风量大温差送风以减少风口数量，可用于3米的低空间送风也可用于10米高的大面积空间送风,也是一种喷嘴型送风口，且属送风方向能上下左右变化的摇头型。适用于厨房等场所的制冷。,天花线型送风口,各种风口的设计（天花线形风口）,采取在外围部分的窗上排列送风口以处理侧负荷（产生于周边区域）的方法。该方法之所以在风管的末端部分设置细长形状风口，并以同一风速送风，是为了配备一个很大的风箱，动压变成静压时需要挤出一部分气流。当然必须计算风管的压力，并预计风箱的损失。,各种风口的设计（常用风速-经济性平衡）,单位:m/s,出风口的确定方法,1）将居室分成正方形或长方形以了解一个格栅的区域.2）以L=3H且L8W普通弯头带导流叶片L=8W4W直角弯头带导流叶片L=4W,如左图情况的L1L2且L2=8W,风扇的风量控制,风扇的风量控制有下列3种方法。,（1）风门控制方式在风扇的送风侧或吸风侧采用风门节流。单向节流运转的节能效果较小。,（2）吸风叶轮控制方式通过开关设置于风扇吸风侧的扇型叶轮，使流入的风改变方向以减低叶片的作功量。这比风门控制的节能效果大。,（3）转数控制（变频控制）如果转数降低到80%，动力为（0.8）=52%，则降低率为1-0.52=0.48，动力约减少了一半。,风扇特性（多叶风扇）,多叶风扇（西洛可风扇）用于低速风管空调、各种空调机、送排风装置。风量在（m/min）应注意过载、喘振等问题,多叶片风扇说明,多叶风扇的消耗动力随着风量的提高而增加。而后向风扇在表示最高效率的同时还有消耗电力的最大值，达到此值之后，即使再增加风量，消耗电力非但不上升，反而有所下降的倾向。这就是不能进行过负荷运转的特征。这一特征称为限荷特性。,喘振当风管系统的压力由于某种原因（如滤网网眼堵塞等）而变得异常高时，风量显著缩小，仿佛在压力与风量的特性曲线处于山顶的状态下运转，风扇的压力计剧烈的摆动，以很短的周期产生反复的脉动。这种状态称为喘振，不是风扇的故障。设计是，绝对要选择不会引起喘振的区域。,风扇动力检验,例:如果转速降低到80%，动力就为(0.8)=52%,则减低率为1-0.52=0.48,动力约减少了一半,安装要领,箱,护顶板,安装要领（墙壁吹出口、吸入口）,安装上的注意事项1）要切实地往墙壁上安装吹出口、吸入口，注意不要因震动等原因使铆钉、螺丝脱落。2）安装时要使天花板和墙壁平行成线。3）天花板与吹出口端部的间隔要留出150mm左右间隙以防弄脏天花板。安装要领1）如果从墙壁吹出口、吸入口外框的安装面漏气的话，就会弄脏墙面，所以安装在外框里侧的防漏用缓冲垫接缝不能有缝隙，缓冲垫要够厚，安装面上的精加工不能有凹凸不平和扭曲，安装螺栓要完全拧紧。安装面上有接缝时，要仔细地施工接缝，注意不要漏气。2）吸入口下端要安装在踢脚线上方150mm以上的位置上。3）要将安装在外墙上的外气导入口及排气工作台的地脚螺栓焊在建筑物上的铁筋等物体上，坚固地安装好，把周围添平孔眼后，再用防水填好接缝，以防进水。,静压高的风管通过天花板时，要用灰浆涂抹风管或用隔音材料包住。(见图1)在机房里直接安装了回风格栅时，在天花板内设置风管是要安装消音装置，或在墙壁上装回风格栅，对空调机房的风管消音、隔音。(见图2)当风管要贯穿地板、墙壁时，在套管和风管之间要塞上保温材料，在套管和地板、墙壁之间不要留空隙，灌上灰浆。(见图3),隔音材料,天花板,楼板,不要紧贴风管留出空间,图1,铁板套管,空调机房,天花板,走廊,图2,墙体,风管,图3,灰浆,消音弯头,安装要领（风管消音）,风管附件（挠性接头）,为防止风机的震动不能传向风管而使用挠性接头（也叫帆布接头）。挠性接头的法兰的间隔，根据机器的种类来考虑挠性量后再来做决定。按风机的量规号确定法兰间隔的标准值如表：,大空间（高天花板）空调,高天花板的用风管式室内机对应,成组加湿方式向空调区送风。,通过喷口向空调区送风,高天花板空调事列,空调区,空调区,挑空,电影院等场所应注意运转噪音（送风回风）,空调区,落地式室内机对应,直接在空调区内放置空调,考虑到制热时，回风口应设置在下面,回风口,室内机,大空间（高天花板）空调,不合理管道的改造,习题解,（1）风管的等效圆风管D=609mm（2）直管部分的摩擦系数R=0.14mmH2O（3）直管的摩擦阻力为P1=R6米=0.84mmH2O（4）求弯曲部分的相当长度H/W=400mm/800mm=0.5R/W=1200mm/800mm=1.5l/W=4l