全面易懂的风管设计

暖通南社 2018-06-10 09:01:18
风管的分类、作用

空气的参数

压力 Pa、温度 ℃、含湿量 kg/kg干空气、相对湿度 %、速度 m/s、洁净度 级、密度 kg/m3 、流量 m3/h运动粘性系数 m2/s。

风管的作用


风管的分类

低速风管:传统设计

高速风管:高层建筑空调

空气处理系统的分类

单区域系统:

房间负荷变化时,空气流量不变。

中央设备只有一个温控器控制。

风机流量CFM保持恒定。

如果采用多速或变速风机,风机流量CFM可以改变。

多区域系统:

空气流量根据各区域需求控制 (风阀安装在支风管上并由各房间或区域温控器控制)。

中央设备由监控区域温控器的微处理器控制。

风机流量CFM可以恒定,但必须安装旁通风门以保证中央设备所需的空气流量。

假如风机或压缩机的转速 RPM可以连续调节,风机流量CFM也可以变化。

送风风管系统的分类

送风风管的几何形状

1. 主风管与支风管

2. 辐射式

3. 周边环路式


送风口位置:与围护结构有关

1.周边送风系统

2.顶棚送风系统

3.内墙高端送风系统

风管材料:根据需要及当地建筑规范选用

1.不锈钢板 7.玻璃钢板

2.镀锌钢板 8. 柔性金属螺旋风管

3.涂塑钢板 9. 水泥

4.铝板 10. 石棉

5.PVC 塑料板

6.玻璃纤维增强型塑料板


风管阻力计算

风管系统阻力

空气分配系统或风管系统对于每个流量都存在一定的阻力。这个阻力是空气流经管道、送风口、调节风门、过滤器和风机盘管等的压降总和。风机必须克服这一阻力才能保证一定的送风量。


外部静压

外部静压 = 系统单元之外的压降总和。


静压测量

外部静压 = 系统单元之外的压降总和。


测量全压


动压测量



风管管路设计与计算

风管的设计原则

1、考虑噪声、材料、能耗和安装空间的条件下将风速确定在允许范围内;

2、避免风速、风向的陡变;

3、方形风管尽可能设计成正方形,高宽比不得超过8:1,一般应控制在4:1范围内;

方形风管当量直径的计算:

dc=1.30(ab)0.625/ (a+b)0.25

4、采用光滑的风管材料;

5、安装时由于材料、安装连接方式等方面的变化会导致实际阻力与设计阻力存在差异,因此选用风扇和电机时应考虑一定的安全系数;

6、避免风管与管道或其他建筑设施冲突。不可避免时要采用平滑过渡,过渡段的长径比要大于3。


风管内空气流速的确定

若风道内空气流速大,则风道截面小,节省风道材料,少占建筑空间。 但风速大,则系统阻力也大,需要风机的压力高,消耗的功率也就多,而且可能导致噪声增大。如果采用较小的风速,则出现上述相反的情况。所以在风速的取值上,必然有一个最经济的风速值。

根据经济比较,空调系统中的风速可如下采取:在一般空调系统中,采用低风速;对高层建筑,因风道占用建筑空间的矛盾较为突出,为了节省造价,一般采用较高风速。

风道计算方法

计算风道系统的要点是首先要选定系统最不利的环路。

一般即指最长或局部构件最多的分支管路;

其次是根据风量和所选定的风 速,计算各管段 (指该环路)的断面尺寸,并根据该尺寸求出各管段 阻力和系统总阻力,根据总阻力选定风机;最后,按系统阻力平衡的原则,确定其余分支管路的管径,要求各环路间的总阻力差别不大于15%,在不能通过确定分支管路管径达到阻力平衡要求时,则利用风门进行调节。

风道阻力计算


当量长度:将弯管或其它非直管以一定的直管长度来表示, 使它们的摩擦损失相等,此时直管的长度就称当量长度。

风道设计计算


选择原则,主要取决于风管的尺寸大小。小型风管系统,如家庭、 小商店和小型办公室等,用速度法。大型高压风管系统,主要用静压复得法。中间大小的风管主要用等摩擦法。

速度法

速度法是首先给出各风管的速度。一般讲风机出口速度最高,随着流动方向越来越小,到送风口速度最低。

原则:主风管速度:1000 - 1300 FPM

支风管速度:600 - 900 FPM

速度随流动方向越来越小。

速度选取要合理。

步骤:

1. 管路及风管编号,标出各个管路的流量。

2. 确定各个风管的速度。

3. 计算或查表求风管尺寸。

4. 查表求风管压降。

等摩擦法

等摩擦法是假定风管系统的各个部位的摩擦损失相等。因而风管的总阻力同风管的长度成正比。

原则:等摩擦系数的选取同风管内空气速度有关。 一般取:0.05“H2O/100’。

最大阻力为最长的风管阻力。

步骤:

1. 管路及风管编号,标出各个管路的流量。

2. 确定等摩擦系数。

3. 计算或查表求风管尺寸和空气速度。

4. 计算风管压降。

静压复得法

静压复得法是利用每一分支处的静压复得值来克服下一段风管的阻力。

使各分支管前的静压值相等。

因此这样的管系其平衡很容易。

风管设计程序

1、根据建筑条件及设计要求确定布风系统。根据风管的得热、失热以及漏风情况重新计算实际风量。根据送风、回风和排风要求重新计算压力,使之满足要求;

2、根据制造商提供的数据选择出风口尺寸;

3、画出系统草图,将送风出口和回风进口与中央空气处理设备连接起来,避免设备与建筑物的障碍。尽可能考虑空间的允许程度。尽可能使用圆形风管。

4、将整个系统分段,每段标号。在流量、尺寸或形状有变化的地方必须分段处理;

5、根据选定的方法设计风管尺寸,计算系统压力损失,选择风机;

6、仔细规划整个系统。如果线路或安装有比较大的变化,应重新计算压力损失;

7、重新确定风管尺寸,使每个连接点的压力基本平衡;

8、分析系统的噪声水平,必要时安装消声器。

风机

1、风机分类:

a 轴流式:通过改变通过叶轮的空气的速度提升静压。

三种形式:propeller,tubeaxial, vaneaxial

b 离心式:

前倾式:主要依靠动压转换升压;

后倾式:主要依靠离心力升压,效率比前倾式高。

前倾式风机

低转速、高流量、低静压、轻结构、在低静压区可以在喘振区工作,而没有大的振动、过载型风机。


后倾式风机

高转速、低流量、高静压、强结构、高效率、功率与RPM几乎平行。



空调房间的布风


在空调房间中,经过处理的空气由送风口进入房间,与室内空气进行热质交换后,经回风口排出.空气的进出,必然会引起室内空气的流动,而不同的空气流动状况有着不同的空调效果.合理地组织室内空气的流动,使室内空气的温度、湿度、流速等能更好地满足人们的舒适感觉或工艺要求。

送、回风管安装正确


机组和风管安装要点

1、在送回风管道各有2个90度弯头;

2、主送风管道最小有1.7m直管段,主回风管段最小有3.3m直管段;

3、主风管流速应低于3m/s,接近送风口处风速不超过2.4m/s;

4、机组与风管之间用帆布连接,机组与水管或电线导管用软管连接;

5、如用金属风管,内表面应贴吸声材料;

6、在机组与送、回风口之间避免只有直管线;

7、设备、风管及其接缝处要密封;

8、适当设置平衡风阀;

9、安装吊装要有隔振措施;

10、防止噪声经过墙、楼板或地板传递。