空调系统的风道设计

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第八章空调系统的风道设计风道设计的根本学问；风道设计的根本任务；风道设计计算的方法与步骤；风管内的压力分布。前言：式，准确计算风管尺寸，使系统的初投资和运行费用综合最优。§8.1风道设计的根本学问一、道的布置原则协调全都。空调系统的风道在布置时应考虑使用的敏捷性。风道的布置应符合工艺和气流组织的要求。风道的布置应力求顺直，避开简单的局部管件。〔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。风道布置应最大限度地满足工艺需要，并且不阻碍生产操作。二、管材料的选择砖及混凝土等。需要常常移动的风管—大多承受柔性材料制成各种软管，如塑料软管、金属软管、橡胶软管等。0.5~左右。对于有防腐要求的空调工程，可承受硬聚氯乙烯塑料板或玻璃钢板制作的射作用下简洁脆裂。所以，仅限于室内应用，且流体温度不行超过-10~+60℃。以砖、混凝土等材料制作风管，主要用于与建筑、构造相协作的场合。为了施。风管断面外形：占用空间多，布置时难以与建筑、构造协作，常用于高速送风的空调系统；矩形断面的风管—易加工、好布置，能充分利用建筑空间，弯头、三通等空调系统送、回风管道的断面外形均以矩形为宜。610。〔长×宽〕(mm)〔长×宽〕(mm)120×120320×200500×400800×6301250×630160×120320×250500×500800×8001250×800160×120320×320630×2501000×3201250×1000200×160400×200630×3201000×4001600×500200×200400×250630×4001000×5001600×630250×120400×320630×5001000×6301600×800250×160400×400630×6301000×8001600×1000250×200500×200800×3201000×10001600×1250250×250500×250800×4001250×4002023×800320×160500×320800×5001250×5002023×1000§8.2风道设计的根本任务二、道设计的根本任务1．确定风管的断面外形，选择风管的断面尺寸。计算风管内的压力损失，最终确定风管的断面尺寸，并选择适宜的通风机。风管的压力损失∆P由沿程压力损失∆Py和局部压力损失∆Pj两局部组成：∆P=∆Py+∆Pj 〔Pa〕〔一〕沿程压力损失的根本计算公式能量损失，又称为摩擦阻力损失。l(m)的风管沿程压力损失可按下式计算：∆Py=∆pyl (Pa)∆pyPa/m。∆py=λ/de×υ2ρ/2 (Pa)式中 ρ—空气密度，标准状况下3；υ—风管内空气的平均流速，m/s；de—风管的当量直径，m，de=d，d为风管直径；de=2ab/(a+b)，a、b分别为矩形风管的两个边长；λ—摩擦阻力系数:1/√λ=-2log(Kde√λ)式中 K—风管内壁的当量确定粗糙度，各种材料的粗糙度如下表:风管材料风管材料〔mm〕薄钢板或镀锌薄钢板塑料板矿渣石膏板胶合板木板3~61~3雷诺数：Re=υde/νν—空气的运动粘度，标准状况下，ν×10-6m2/s。13设计手册中《风管单位长度沿程压力损失计算表》进展计算:标准尺寸的圆形断面薄钢板风管计算表见附录13-1；标准尺寸的矩形断面薄钢板风管计算表见附录13-2；13-3。〔二〕局部压力损失的根本计算公式j局部压力损失∆P是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流而造成比较集中的能量损失。j风管的局部压力损失计算公式如下：j∆P=ζ×υ2ρ/2 式中 ζ—局部阻力系数；jυ—ζ与之对应的断面流速。ζ的主要因素有：管件外形、壁面粗糙度以及雷诺数。14ζ计算表，可供设计时选用。§9.3 风道设计计算的方法与步骤一．风道水力计算方法风量均已确定的根底上进展的。风道水力计算方法比较多，如假定流速法、压损平均法、静压复得法等。压复得法。假定流速法力。这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。压损平均法失值为。该方法适用于风机压头已定，以及进展分支管路压损平衡等场合。静压复得法静压复得法的含义是，由于风管分支处风量的出流，使分支前后总风量有空调系统的水力计算。以假定流速法为例：水力计算草图。在计算草图上进展管段编号，并标注管段的长度和风量。〔如三通、弯头〕本身的长度。选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多的环路。选择合理的空气流速。风管内的空气流速可按下表确定。9-3空调系统中的空气流速〔m/s〕部位低速风道高速风道推举风速最大风速推荐风居住公共工业居住公共工业速速风入口风机入口风机出口5~86.5~108~127.5~118.5~1425主风道6~94~65.5~86.5~1130水平支风道4~55~910垂直支风道3.25~45~810送风口1~23~43~54.0的风管断面尺寸和风量，计算出风道内实际流速。通过矩形风管的风量：G=3600abυ (m3/h)a，b—分别为风管断面净宽和净高，m。通过园形风管的风量：G=900πd2υ (m3/h)式中：d—为圆形风管内径，m。计算风管的沿程阻力13管单位长度沿程压力损失计算表》求出单位长度摩擦阻力损失∆py，再依据管长l，进一步求出管段的摩擦阻力损失。计算各管段局部阻力按系统中的局部构件形式和实际流速υ14部阻力系数ζ计算表》取得局部阻力系数ζ值，再求出局部阻力损失。8．计算系统的总阻力，∆P=∑〔∆pyl+∆Pj 。检查并联管路的阻力平衡状况。三．风道设计计算实例某公共建筑直流式空调系统，如下图。风道全部用镀锌钢板制作，外表K290断面尺寸及所需风机压头。图中：A.孔板送风口600×600；B.风量调整阀；C.消声器；D.防火调整法；E.空调器；F.进风格栅[解]绘制系统轴测图，并對各管段进展编号，标注管段长度和风量。1—2—3—4—5—6为最不利环路。8-4，并将各管段流量和长度按编号挨次填入计算表中。8-4中。1—21500m3/hl=9m4m/s，风道断面面积为：F2320×320mmF2，实际流速υ=1500/〔〕依据流速，查附录13，得到单位长度摩擦阻力∆py=0.7Pa/m,则管段1—2的沿程阻力：∆Py=∆py×l的渐扩管、多叶调整阀、弯头、渐缩管及直三通管。〔即净孔面积比〕为，则孔板面风速为υ=1500/〔〕孔板的局部阻力j1渐扩管：渐扩管的扩张角α°，查附录144，得ζ=0.6，渐扩管的局部阻力j234，得ζ=0.25，多叶调整阀的局部阻力j39，得ζ=0.23，弯头的局部阻力j4管的局部阻力j5∆p2)/2=1Paj51419，得ζ=0.1，则直三通管的局部阻力j6∆P2)/2=1.6Pa 〕该管段局部阻力：∆Pj=∆pj1+∆pj2+∆pj3+∆pj4+∆pj5+∆Pj6j6

∆P1-2=∆Py+∆Pjl=5m5m/s。沿程压力损失计算：∆py=0.8Pa/m,2—3∆Py=∆py×l局部压力损失计算：1421则分叉三通管的局部阻力∆Pj2)/2=6.6Pa. 〕该管段总阻力∆P2-3=∆Py+∆Pjl=9m6m/s。沿程压力损失计算：速为，查得单位长度摩擦阻力∆py=0.96Pa/m3—4∆Py=∆py×l阀、软接头以及渐扩管。消声器：消声器的局部阻力给定为50Pa，即∆pj1头的局部阻力j234，得ζ=0.25，风量调整阀的局部阻力j3软接头：因管径不变且很短，局部阻力无视不计。渐扩管：初选风机4—72—11NO，出口断面尺寸为315×360mm，故渐扩管315×360mm~400×500mm，长度取为360mm，渐扩管的中心角α=22°，大小1.76143，得ζ=0.15，对应小头流速υ=4500/〔〕=11m/s渐扩管的局部阻力∆pj4=0.15×(1.2×112该管段局部阻力∆Pj=∆pj1+∆pj2+∆pj3+∆pj4该管段总阻力∆P3-4=∆Py+∆Pj4—5：空调箱及其出口渐缩管合为一个局部阻力考虑，∆Pj=290Pa该管段总阻力∆P4-5=∆Pj=290Pal=6m6m/s。沿程压力损失计算：速为，查得单位长度摩擦阻力∆py=0.96Pa/m5—6∆Py=∆py×l〔两个、渐缩管以及进风格栅。145ζ=0.64，突然扩大的局部阻力j1弯头两个α=90R/b=1.0a/b=0.8,1410弯头的局部阻力j22∆pj2=4.7×2=9.4Pa147，得ζ=0.1，对应小头流速渐缩管的局部阻力j3630×500mm，有效通风面积系数为，则固定百叶格栅有效通风面积为其迎面风速为

24500/〔〕=5m/s1430，得ζ=0.9，对应面风速，固定百叶格栅的局部阻力∆p4=0.9×(1.2×52该管段局部阻力∆Pj=∆pj1+2∆pj2+∆pj3+∆pj4该管段总阻力∆P5-6=∆Py+∆Pj检查并联管路的阻力平衡7—38—28-4中。管段7—3：∆Py=9.1Pa管段8—2：

∆Pj=28.9Pa∆P7-3=∆Py+∆Pj=9.1+28.9=38Pa∆Py=1.4Pa∆Pj=25.8Pa∆P8-2=∆Py+∆Pj1—2的总阻力∆P1-28—2的总阻力∆P8-2〔∆P1-2-∆P8-2〕/∆P1-2=〔〕/30.19=9.9%<15%1—2—3的总阻力∆P1-2-3=∆P1-2+∆P2-3=30.19+10.6=40.79Pa7—3的总阻力∆P7-3=38Pa〔∆P1-2-3-∆P7-3〕/∆P1-2-3=〔〕/40.79=6.8%<15%求的话，可以通过调整管径的方法使之到达平衡要求。计算最不利环路阻力∆P=∆P1-2+∆P2-3+∆P3-4+∆P4-5+∆P5-6=457.05Pa本系统所需风机的压头应能抑制阻力。8-4管道水力计算表表管段风量管长初选风管断实际流 单位长沿程压局部局部管段编号Gl流速面尺寸速 度摩擦力损失阻力压力总阻(m3/h)(m)υa×bυ 阻力∆Py系数损失力∆Py(m/s)(mm)(m/s) ∆py(Pa)∑ζ∆Pj+∆Pj(Pa/m)(Pa)(Pa)1—2150094320×3202—3300055320×5003—4450096400×5004—545002902905—6450066400×5007—31500134320×320388—2150024320×320四．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〔1+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—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：弯头、三通等局部管件比较少时，取k；弯头、三通等局部管件比较多时，可取到k。∑∆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。表8-5给出了为空调系统推举的送风机静压值，可供估算时参考：8-5 送风机静压参考值表空调系统类别小型空调系统〔300m2以内〕以内〕〔2023m2〕以内〕〔2023m2〕小型通风系统一般通风系统§8.4 风管内的压力分布

(Pa)400~500600~750650~10001000~15001500~2500100~250300~400化的。一．单风机系统单风机系统是指只设送风机而不设回风机，整个系统内的压力损失全部由对于单风机系统来说，要留意到零点的位置，假设系统排风位于回风的负压空调房间空