风管设计(二)-2014.3.25

1、 康圣工程咨询（上海）有限公司 1 康圣工程咨询（上海）有限公司 2 康圣工程咨询（上海）有限公司 3一、通风空调工程空气输配管网的功能与类型1 1.通风工程的主要任务主要任务是控制室内空气污染物，进行室内外空气交换，保证良好的室内空气品质，保护大气环境。2.通风工程的风管系统主要分为两类：排风系统排风系统和送风系统送风系统。2.1排风系统的基本功能是排出室内的污染空气。排出室内的污染空气。 康圣工程咨询（上海）有限公司 42.2送风系统的基本功能是将清洁空气送入室内。基本功能是将清洁空气送入室内。 康圣工程咨询（上海）有限公司 52.3空调系统具有两个基本功能：控制室内空气污染物浓度调节室内

2、热湿环控制室内空气污染物浓度调节室内热湿环境。境。141312111111、1212、13-13-风量调节阀风量调节阀 14- 14-回风机回风机 康圣工程咨询（上海）有限公司 63.通风空调工程空气输配管网的装置及管件 组成通风空调工程空气输配管网的装置及管件有风机、风阀、风口、三通、弯头、变径（形）管等，还有空气处理设备。它们是影响管网性能的重要因素。风机风机是空气输配管网的动力装置。（后面另外详讲）风阀是风阀是空气输配管网的控制、调节机构。防火阀防火阀平行多叶调节阀平行多叶调节阀平行多叶调节阀平行多叶调节阀对开多叶调节阀对开多叶调节阀 康圣工程咨询（上海）有限公司 7对开多叶调节阀对开多

3、叶调节阀对开多叶调节阀对开多叶调节阀执行机构执行机构超压防爆风阀超压防爆风阀单叶调节阀单叶调节阀 康圣工程咨询（上海）有限公司 8逆止阀逆止阀排烟阀排烟阀逆止阀逆止阀逆止阀逆止阀 康圣工程咨询（上海）有限公司 9风口风口的基本功能是将气体吸入或排出管网，按具体功能可分为新风口、排风口、送风口、回风口等。空气处理设备空气处理设备的基本功能是对空气进行净化处理和热湿处理。 康圣工程咨询（上海）有限公司 101.风管设计的基本知识 1.1风管的布置原则 风管布置直接与工艺、土建、电气、给排水等专业关系密切，应相互配合、协调一致。 空调系统的风管在布置时应考虑使用的灵活性。 风管的布置应符合工艺和气流

4、组织的要求。 风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。 风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、风量测定孔、采样孔等）或预留安装测量装置的接口。 风管布置应最大限度地满足工艺需要，并且不妨碍生产操作。 风管布置应在满足气流组织要求的基础上，达到美观、实用的原则。 康圣工程咨询（上海）有限公司 111.2管材料的选择。1.3风管断面形状的选择风管断面形状：圆形断面风管强度大、阻力小、消耗材料少，但加工工艺比较复杂，占用空间多，布置时难以与建筑、结构配合，常用于高速送风高速送风的空调系统；矩形断面风管易加工、好布置，能充分利用建筑空间，弯头、三通等部件的尺寸较圆形风管的部件小。

5、为了节省建筑空间，布置美观，一一般民用建筑空调系统送、回风管道的断面形状均以矩形为宜。般民用建筑空调系统送、回风管道的断面形状均以矩形为宜。风管形状优点缺点应用圆形风管强度大，阻力小，耗材少，安装方便工艺复杂，不易加工，难于建筑结构配合应用于工业生产工业生产等高速高速通风系统矩形风管工艺简单，易加工，占用空间少，布置美观，易与建筑结构配合耗材多，强度较圆形风管稍小，阻力大一般民用民用建筑的空调通风系统 康圣工程咨询（上海）有限公司 122 2、风管系统的水力计算、风管系统的水力计算流体输配管网水力计算的常用方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法。 2.2.1.1.风管系统水力计算的主要目的风

6、管系统水力计算的主要目的2.2.2.2.常用的水力计算方法常用的水力计算方法流体流体输配管网水力计算的主要目的是：根据要求的流量分配，确定管网的各段管径（或断面尺寸）和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而确定动力设备（风机、水泵等）的型号和动力消耗（设计计算）；或者根据已定的动力设备，确保流量分配的管道尺寸（校核计算）。水力计算是流体输配管网设计的基本手段，是管网设计质量的保证。常用方法常用方法使用步骤使用步骤适用情况适用情况假定流速法假定流速法选定流速，结合流量，确定尺寸，计算阻力，确定动力动力未知情况（设计计算）（设计计算）压损平均法压损平均法已知动力，平均分配，根据

7、流量，调整尺寸动力已定（校核计算）（校核计算）静压复得法静压复得法改变尺寸，降低流速，克服阻力，维持静压保证风口所需风速（校核计算）（校核计算）如何确定管网特性曲线及其作用？如何确定管网特性曲线及其作用？ 康圣工程咨询（上海）有限公司 13绘制风系统轴测图，确定最不利环路；最不利环路是指管路长度最长，局部阻力部件最多的环路，即(三通、弯头)最多的路线，并对各管段进行编号，标注长度和风量，方便计算查阅。2.3.风管系统阻力计算确定管内流速，按推荐风速取值。风管风速技术经济比较风管风速技术经济比较优点缺点风速高风管断面尺寸小，占用空间少，方便施工，耗材少，初投资费用低系统阻力大，动力消耗大，运行费

8、用高，运行噪声大，若气流含粉尘，对风管磨损较大。风速低系统阻力小，动力消耗小，噪音小，系统静压大，调试方便占用空间大，施工不方便，耗材多，初投资费用较高，若含有粉尘，粉尘易沉积，堵塞管道什么是系统静压和动压？什么是系统静压和动压？ 康圣工程咨询（上海）有限公司 14确定各管段的断面尺寸，根据流量流速初步确定风管断面尺寸，并适当调整使其符合通风管道统一规格，利于工业化加工。根据调整后的尺寸计算管内实际实际流速。根据管内的实际流速计算阻力。（补充定义） 当量直径：与矩形风管有相同比摩阻的圆形风管直径，即为该矩形风管的 当量直径。分为流速当量直径和流量当量直径两种。 流速当量直径：流速当量直径：当圆

9、形风管与矩形风管内空气流速相等，且两者的比摩阻也相等，则该圆风管的直径称成为此矩形风管的流速当量直径。用 表示 。断面为 的矩形风管的流速当量直径 : 流量当量直径：流量当量直径：当圆形风管与矩形风管内空气流量相等，且两者的比摩阻也相等，则该圆风管的直径称成为此矩形风管的流速当量直径。用 表示 。断面为 的矩形风管的流量当量直径 :VDbaVDbaabDV2LDLD25. 0625. 0)()(3 . 1baabDLba 康圣工程咨询（上海）有限公司 152.4.调整并联并联管路的阻力平衡调整支管管径当各并联管路的资用压力资用压力相等时，各并联管路的流动阻力必然相等。为了保证各管路达到预期的风

10、量，在水力计算中，应使并联支管在预期风量时的计算阻力相等，工程上称为并联阻力平衡并联阻力平衡。由于管材规格和管内流速的限制，不能实现理想平衡，工程上允许两并联管路的计算阻力存在一定的偏差，一般不超过15%15%，含尘风管应不超过10%10%。若超过上述规定，应进行调整。 康圣工程咨询（上海）有限公司 16阀门调节阀门布置原则：1.风管的分支处分支处应设风量调节阀2.明显不利的环路可以不设置调节阀，以减少阻力损失。3.在需安装防火阀的位置可用FVD代替FD（FVD与FD什么含义？）4.送风口处的百叶风口宜用带调节阀的送风口，要求不高的可以采用双层百叶用以调节风量。5.新风进口出应装设可严密开关的

11、风阀，严寒地区应装设保温风阀。 康圣工程咨询（上海）有限公司 17 康圣工程咨询（上海）有限公司 182.5.计算系统总阻力，获得管网特性曲线获得管网特性曲线，完成管网水力计算。如何定义串联管段与并联管段？ 康圣工程咨询（上海）有限公司 19管网特性曲线示意图。 康圣工程咨询（上海）有限公司 203.风道压力损失估算法 对于一般的空调系统，风道压力损失值可按下式估算 P=pyl（L+k）+ps (Pa) 式中 py单位管长沿程压力损失,即单位管长摩擦阻力损失,Pa/ m。 L 最不利环路总长度,即到最远送风口的送风管总长度加上到最远风口的回风管总长度，m。 k局部压力损失与沿程压力损失之比值;

12、(弯头、三通等局部管件比较少时，取k =1.0-1.2;弯头、三通等局部管件比较多时，可取到k =3.0-5.0。 ps考虑到空气通过过滤器、喷水室（或表冷器）、加热器等空调装置的压力损失之和。 弯头、三通等局部管件多少如何规定? 尼龙过滤网：阻力一般较小，5-20PaG3初效过滤：阻力有初阻力和终阻力之分，一般按终阻力计算。260-370PaF7中效过滤：阻力有初阻力和终阻力之分，一般按终阻力计算。260-370Pa静压箱：按所在系统风量大小预估5-50Pa。 康圣工程咨询（上海）有限公司 21表8-5给出了为空调系统推荐的送风机静压值，可供估算时参考： 康圣工程咨询（上海）有限公司 22三

13、、风机选型（一）常用的风机参数（性能指标）1. 风量：风机每分钟输送的空气立方数，SI：m/h。2. 全压：气体所具有的全部能量，等于动压+静压，SI：Pa。3. 动压：将气体从零速度加速至某一速度所需要的压力，SI：Pa 。4. 静压：流体某点的绝对压力与大气压力的差值，SI：Pa 。5. 风机转速：风机叶轮每分钟转过的转数，SI：RPM；6. 轴功率：电动机除去外部损耗因素，传递到风机轴上的实际功率，通常认为是风机实际所需功率，SI：KW 。7. 噪音：风机在正常运转过程中气动噪音和机械噪音叠加所形成的噪音；大多数厂家公布A记权噪音(dBA)，1.5m处。 SI：dBA 8. 全压效率：风

14、量X全压/轴功率/1000/3600*100%9. 电源：380/50/3，220/50/1，220/50/3，690/50/3等等10.出口风速：风机出口截面积的风速，控制出口风速可间接控制噪音。 SI：m/s 康圣工程咨询（上海）有限公司 23（二）风机种类和型号 风机按照叶轮形式分类，可分为离心风机，轴流风机、混流风机、横流（贯流）风机等等； 风机按照安装位置或按照安装形式可分为：屋顶风机、边墙风机、管道风机、风机箱等等； 风机按照用途可分为：排风机、送风机、过滤风机、除尘风机、排烟风机等等 这些分类还可组合，如屋顶离心排风机，边墙轴流排风机、排烟混流风机等。 康圣工程咨询（上海）有限公

15、司 24风扇分类及常用各型风轮的形状FANFAN后倾离心式径向式前倾离心式轴流式横流式（贯流式） 康圣工程咨询（上海）有限公司 25屋顶风机屋顶风机轴流风机轴流风机离心风机离心风机箱式风机箱式风机 康圣工程咨询（上海）有限公司 26（三）风机选型应提供参数.1. 风机形式、种类及用途2. 安装方式（吊挂、落地）3. 气体成分（包括特殊的温度、湿度、腐蚀性及杂质） 4. 出风方向5. 安装场所6. 限定的其他条件(如噪音小于60dBA等) 7. 配件及特殊要求 康圣工程咨询（上海）有限公司 27050100150200250300350400450500020004000600080001000

16、01200014000Volume(m3/h)SP(Pa)00.20.40.60.811.21.41.61.8Power(KW)风量-静压曲线（性能曲线）轴功率曲线喘振线喘振区域工作点：9750m/h320Pa320Pa9750m/h1.57KW（四）风机特性曲线认识： 康圣工程咨询（上海）有限公司 281.风管系统性能曲线2.风机风量-静压曲线（性能曲线）稳定工作点稳定工作点不稳定工作点不稳定工作点 康圣工程咨询（上海）有限公司 29喘振的定义：当风机在非稳定工作区域运行时，可能出现一会儿由风机输出流体，一会儿由管网向风机内部倒流流体的现象，专业称之为“喘振”。喘振的危害：系统中流量、压头急

17、剧波动，并发生强烈振动，产生巨大噪声，进而破坏风管和设备。喘振的防治：(1)尽量避免风机在非稳定区运行。 (2)采用旁通或放空法。 (3)增速节流法。 康圣工程咨询（上海）有限公司 30静压转速风量轴功率 噪音（五）样本数据选型方法：1. 选型时，先找到静压；2. 按照静压所在列向下查找，找到所需风量；3. 读出轴功率、噪音，转速等参数；4. 查看性能曲线，功率曲线，外形尺寸等是否满足需求；5. 按照轴功率X1.1，向上匹配合适的电机；6.选型完成。 康圣工程咨询（上海）有限公司 31空调风机选型1.风机盘管（FCU) 满足需要的风量冷量之外，还要考虑机外静压是否满足需求，对风管进行二次校核。

18、2.标准空调箱（DBFP) 厂商生产的标准型空调箱一般静压在200-300Pa，风量15000m，多用于一般的空调系统。 这类空调箱一般自身只带尼龙粗效过滤，如果对空气洁净程度有较高要求，还要另加中效过滤。此时要考虑风机静压是否满足要求。3.定制空调箱 ？4.分体空调风管机 选型时需要满足冷量，一般机外静压比较小，有0Pa-30Pa不等，选型时需要特别注意核对静压值。什么意思？什么意思？ 康圣工程咨询（上海）有限公司 32（六）噪音控制 噪音总是伴随着风机的运转，不可消除。最新研究表明，只要风速超过0.75m/s，就会产生噪音。当然，风速越低，产生的噪音就越小。 噪音是有害的污染。我们在设计中

19、，总是想尽可能的降低风机设备的噪音。随着风机技术的发展，我们所能做到的噪音污染也在越来越小。 但是风机选型时，噪音不是越小越好。 噪音小当然好，但必须兼顾其经济性。要求的噪音越低，整台设备的成本就越高。大约每降低10个分贝，风机成本上涨1倍（经验值，非线性）。大多数风机噪音最小不可能低于35dBA。 所以选择风机时，噪音“够用就好”，不必要一定追求低噪音。例如：风机设备所在区域为无人区，那只要考虑噪音不超过“红线”即可。 风机设备所在区域存在更高噪音的设备时，可将风机设备的噪音设定为“最高设备的噪音-6dBA”，合成后噪音最多高出1分贝，而成本最为经济。如果“最高设备噪音-10dBA”，合成后噪音仍为最高设备的噪音，而低的噪音已被“湮没”。 风机所在设备如果有隔音或吸音效果，只要考虑噪音透射产生的影响即可。 康圣工程咨询（上海）有限公司 33噪音控制 有时候风机本身的噪音难以降低，为消除其有害影响，我们需要控制噪音。那么如何控制？1. 远离衰减法：将风机放置在距离目标较远的位置，通