空调设计第八章.ppt
第八章 空调系统风道设计,§8.1风道设计的基本知识 一. 风道的布置原则 风道布置直接关系到空调系统的总体布置，它与工艺、土建、电气、给排水等专业关系密切，应相互配合、协调一致。 1空调系统的风道在布置时应考虑使用的灵活性。当系统服务于 多个房间时，可根据房间的用途分组，设置各个支风道，以便与调节。 2风道的布置应根据工艺和气流组织的要求，可以采用架空明敷设，也可以暗敷设于地板下、内墙或顶棚中。,3风道的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件应安排得当，管件与风管的连接、支管与干管的连接要合理，以减少阻力和噪声。 4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。调节和测量装置应设在便于操作和观察的地方。 5风道布置应最大限度地满足工艺需要，并且不妨碍生产操作。 6风道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。,二. 风管材料的选择 用作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、玻璃钢板、胶合板、铝板、砖及混凝土等。需要经常移动的风管，则大多采用柔性材料制成各种软管，如塑料软管、金属软管、橡胶软管等。 薄钢板有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种。钢板厚度，一般采用0.51.5mm左右。 对于有防腐要求的空调工程，可采用硬聚氯乙烯塑料板或玻璃钢板制作的风管。仅限于室内应用，且流体温度不可超过-10+60。 以砖、混凝土等材料制作风管，主要用于与建筑、结构相配合的场合。,三. 风管断面形状的选择 风管断面形状有圆形和矩形两种。圆形断面的风管强度大、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、三通等部件的尺寸较圆形风管的部件小。为了节省建筑空间，布置美观，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。,常用矩形风管的规格如下表所示。为了减少系统阻力，并考虑空调房间吊顶高度的限制，进行风道设计时，矩形风管的高宽比宜小于6，最大不应超过10。,一.风道设计的原则 风道设计时应统筹考虑经济、实用两条基本原则。 二.风道设计的基本任务： 1确定风管的断面形状，选择风管的断面尺寸。 2计算风管内的压力损失，最终确定风管的断面尺寸， 并选择合适的通风机。,§8.2风道设计的基本任务,风管的压力损失P由沿程压力损失Py和局部压力损失Pj两部分组成，即： P=Py+Pj （Pa）,（一）沿程压力损失的基本计算公式 长度为l(m)的风管沿程压力损失可按下式计算： Py=pyl (Pa) 式中 py单位管长沿程压力损失，也称为单位管长摩擦阻力损 失，单位为Pa/ m，可查阅附录13以及有关设计手册中风管单位长度沿程压力损失计算表进行计算。,（二）局部压力损失的基本计算公式 Pj=×2/2 （Pa） 式中 局部阻力系数； 与之对应的断面流速。 空气密度，标准状况下（大气压力为101325 Pa，温度为20），=1.2kg/m3； 附录14以及许多文献资料中，都载有各种各样管件的局部阻力系数计算表，可供设计时选用。,一风道水力计算方法 风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。 风道水力计算的主要目的是确定各管段的管径（或断面尺寸）和阻力，保证系统内达到要求的风量分配，最后确定风机的型号和动力消耗。,§8.3 风道设计计算的方法与步骤,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。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法，而高速送风系统则采用静压复得法。,1假定流速法 假定流速法也称为比摩阻法。先按技术经济要求选定风管的风速，再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前最常用的一种计算方法。,2压损平均法 压损平均法也称为当量阻力法。这种方法以单位管长压力损失相等为前提，在已知总作用压力的情况下，取最长的环路或压力损失最大的环路，将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分，再根据各部分的风量和所分配的压力损失值，确定风管的尺寸，并结合各环路间的压力损失的平衡进行调节，以保证各环路间压力损失的差值小于15%。该方法适用于风机压头已定，以及进行分支管路压损平衡等场合。,3静压复得法 静压复得法的含义，是当流体的全压一定时，风速降低，则静压增加，利用这部分“复得”的静压来克服下一段主干管道的阻力，以确定管道尺寸，从而保持各分支前的静压都相等，这就是静压复得法。此方法适用于高速空调系统的水力计算。,二风道水力计算步骤 以假定流速法为例，说明风道水力计算的方法步骤： 1确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图，作为水力计算草图。 2在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。 管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。 3选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多得环路。,4根据造价和运行费用的综合最经济的原则，选择合 理的空气流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按 P111表8.3确定。 5根据给定风量和选定流速，逐段计算管道断面尺寸，并使其符合表8.1所列的矩形风管统一规格。然后根据选定了的断面尺寸和风量，计算出风道内实际流速。 通过矩形风管的风量G可按下式计算： G=3600ab (m3/h) 式中 a，b分别为风管断面净宽和净高，m。,6计算风管的沿程阻力 根据沿程阻力计算公式：Py=pyl 查风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，再根据管长l，计算出管段的摩擦阻力损失。 7计算各管段局部阻力 根据局部阻力计算公式： Pj=×2/2 查局部阻力系数计算表取得局部阻力系数 值，求出局部阻力损失。 8计算系统的总阻力，P=（pyl +Pj ）。 9检查并联管路的阻力平衡情况。 10根据系统的总风量、总阻力选择风机。,三风道设计计算实例（例8.1 ）,空调系统推荐的送风机静压值如下，可供估算时参考,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送风机来承担的空调系统。 对于单风机系统来说，要注意到零点的位置，若系统排风位于回风的负压区，则排风不可能通过排风阀排出，必须单设一轴流式排风机，如图中虚线所示。,§8.4 风管内的压力分布,二双风机系统 双风机系统是指既设置有送风机而且设置有回风机的空调系统，系统内的压力损失由送风机和回风机共同承担。 对于双风机系统来说，排风必须处于回风机的正压段，而新风和回风必须处于送风机的负压段。如图中所示， 段由于回风机的加压作用，处于正压区，排风可以通过排风阀直接排出。而段由于送风机的抽吸作用，处于负压区，新风和回风均可被抽吸进来。为零位阀，通过该阀处的风压应该为零。 特别需要注意的是：新风、排风、回风的位置。,8.1 简叙风道布置的原则。 8.2 常用的风管材料由哪些？各适用于什么场合？ 8.3 为什么说“矩形风管的高宽比宜小于6，最大不小于10”？ 8.4 风道设计的基本任务是什么？ 8.5 试解释下列名词： （1）沿程压力损失； （2）单位管长摩擦阻力损失； （3）局部压力损失； （4）风管的当量直径。 8.6 影响局部阻力系数的因素有哪些？,第八章 复习思考题,8.7为什么说风管内空气流速对空调系统的经济性有较大的影响？ 8.8风道阻力计算方法有哪些？简叙利用假定流速法进行风道水力计算的步骤。 8.9为什么进行风道水力计算时，一定要进行并联管道的阻力平衡？如果设计时不平衡，运行时是否会保持平衡？对系统运行有何影响？ 8.10 集中式空调系统除设置送风机外，在什么条件下宜设置回风机而成为双风机系统？ 8.11 双风机系统中，新风入口应处在送风机的哪一段？排风口应处在回风机的哪一段？ 8.12 为什么要求进风口一定要设置在排风口的上风侧，并且应低于排风口？,第八章 习 题,8.1 一矩形风道断面尺寸为a=200mm，b=400mm，用镀锌薄钢板制成。风道内空气流量为G=2000m3/h，求10m长风道内沿程压力损失及风道内空气的流速。 8.2 一矩形风道断面尺寸为400×200mm，用镀锌薄钢板制成，管长8m，风量为0.88m3/s，试计算其沿程压力损失。若该风管采用混凝土制作（k=3.0mm），其沿程压力损失为多少？ 8.3 一90°矩形断面送出三通，各部分流量和断面尺寸如下： G1=3000m3/h， F1=320×500mm G2=1500 m3/h， F2=320×320mm G3=1500 m3/h， F3=320×320mm 求该三通的局部压力损失。,第八章 习 题,谢谢！,
