空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第六章 第六章 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道設(shè)計(jì) 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道設(shè)計(jì)通風(fēng)管道是空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，風(fēng)道的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響著空調(diào)系統(tǒng)的使用效 果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算的目的，是在保證要求的風(fēng)量分配前提下，合理確定風(fēng) 管布置和尺寸，使系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用綜合最優(yōu)。§6.1 風(fēng)道設(shè)計(jì)的基本知識(shí) 風(fēng)道設(shè)計(jì)的基本知識(shí)一． 一． 風(fēng)道的布置原則 風(fēng)道布置直接關(guān)系到空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專(zhuān)

2、業(yè) 關(guān)系密切，應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào)一致。1．空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道在布置時(shí)應(yīng)考慮使用的靈活性。當(dāng)系統(tǒng)服務(wù)于多個(gè)房間時(shí)，可根 據(jù)房間的用途分組，設(shè)置各個(gè)支風(fēng)道，以便與調(diào)節(jié)。2．風(fēng)道的布置應(yīng)根據(jù)工藝和氣流組織的要求，可以采用架空明敷設(shè)，也可以暗敷設(shè) 于地板下、內(nèi)墻或頂棚中。3．風(fēng)道的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件應(yīng)安排得當(dāng)， 管件與風(fēng)管的連接、支管與干管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。4．風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置（如閥門(mén)、

3、壓力表、溫度計(jì)、風(fēng)量測(cè)定孔、 采樣孔等）或預(yù)留安裝測(cè)量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地方。5．風(fēng)道布置應(yīng)最大限度地滿(mǎn)足工藝需要，并且不妨礙生產(chǎn)操作。 6．風(fēng)道布置應(yīng)在滿(mǎn)足氣流組織要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到美觀、實(shí)用的原則。 二． 二． 風(fēng)管材料的選擇 用作風(fēng)管的材料有薄鋼板、硬聚氯乙烯塑料板、玻璃鋼板、膠合板、鋁板、磚及混 凝土等。需要經(jīng)常移動(dòng)的風(fēng)管，則大多采用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、金屬軟

4、管、橡膠軟管等。薄鋼板有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。鍍鋅薄鋼板是空調(diào)系統(tǒng)最常用的材料，其 優(yōu)點(diǎn)是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度，且具有一定的防腐性能，很適 用于空調(diào)系統(tǒng)以及有凈化要求的空調(diào)系統(tǒng)。其鋼板厚度，一般采用 0.5~1.5mm 左右。對(duì)于有防腐要求的空調(diào)工程，可采用硬聚氯乙烯塑料板或玻璃鋼板制作的風(fēng)管。硬 聚氯乙烯塑料板表面光滑，制作方便，但不耐高溫，也不耐寒，在熱輻射作用下容易脆 裂。所以，僅限于室內(nèi)應(yīng)用，且流體

5、溫度不可超過(guò)-10~+60℃。以磚、混凝土等材料制作風(fēng)管，主要用于與建筑、結(jié)構(gòu)相配合的場(chǎng)合。它節(jié)省鋼 材，結(jié)合裝飾，經(jīng)久耐用，但阻力較大。在體育館、影劇院等公共建筑和紡織廠的空調(diào)工 程中，常利用建筑空間組合成送、回風(fēng)管道。為了減少阻力、降低噪聲，可采用降低管內(nèi) 流速、在風(fēng)管內(nèi)壁襯貼吸聲材料等技術(shù)措施。三． 三． 風(fēng)管斷面形狀的選擇 風(fēng)管斷面形狀有圓形和矩形兩種。圓形斷面的風(fēng)管強(qiáng)度大、阻力小、消耗材料少， 但加工工藝

6、比較復(fù)雜，占用空間多，布置時(shí)難以與建筑、結(jié)構(gòu)配合，常用于高速送風(fēng)的空 調(diào)系統(tǒng)；矩形斷面的風(fēng)管易加工、好布置，能充分利用建筑空間，彎頭、三通等部件的尺 寸較圓形風(fēng)管的部件小。為了節(jié)省建筑空間，布置美觀，一般民用建筑空調(diào)系統(tǒng)送、回風(fēng) 管道的斷面形狀均以矩形為宜。常用矩形風(fēng)管的規(guī)格如表 6—1 所示。為了減少系統(tǒng)阻力，并考慮空調(diào)房間吊頂高度 的限制，進(jìn)行風(fēng)道設(shè)計(jì)時(shí)，矩形風(fēng)管的高寬比宜小于 6，最大不應(yīng)超過(guò) 10 。矩形風(fēng)管規(guī)格 矩形風(fēng)管規(guī)格

7、 表 6-1外邊長(zhǎng)（長(zhǎng)×寬）(mm)120×120 320×200 500×400 800×630 1250×630160×120 320×250 500×500 800×800 1250×800160×120 320×320 630×250 10

8、00×320 1250×1000薄鋼板或鍍鋅薄鋼板塑料板礦渣石膏板礦渣混凝土板膠合板磚砌體混凝土木板0.15~0.180.01~0.051.01.51.03~61~30.2~1.0Re—雷諾數(shù)： Re=υde/ν ν—空氣的運(yùn)動(dòng)粘度，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，ν=15.06×10-6m2/s。風(fēng)管的沿程壓力損失可按上述諸公式進(jìn)行計(jì)算，也可查閱附錄 13 以及有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中《風(fēng)管單位長(zhǎng)度沿程壓力損失計(jì)算表》進(jìn)行計(jì)算:標(biāo)準(zhǔn)

9、尺寸的圓形斷面薄鋼板風(fēng)管計(jì)算表見(jiàn)附錄 13—1； 標(biāo)準(zhǔn)尺寸的矩形斷面薄鋼板風(fēng)管計(jì)算表見(jiàn)附錄 13—2； 非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的矩形斷面薄鋼板風(fēng)管計(jì)算表見(jiàn)附錄 13—3。 （二）局部壓力損失的基本計(jì)算公式 風(fēng)管的局部壓力損失計(jì)算公式如下： ?Pj=ζ×υ2ρ/2 （Pa） （6—5）式中 ζ—局部阻力系數(shù)；υ—ζ與之對(duì)應(yīng)的斷面流速。 影響局部阻力系數(shù)ζ的主要因素有：管件形狀、壁面粗糙

10、度以及雷諾數(shù)。由于空調(diào) 系統(tǒng)的空氣流動(dòng)大都處于非層流區(qū)，故可認(rèn)為ζ僅僅與管件形狀有關(guān)。ζ的數(shù)值，目前常 用實(shí)驗(yàn)方法確定。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出管件前后的全壓差（即?Pj） ，再除以與速度 υ 相應(yīng)的動(dòng)壓 υ2ρ/2，則可求得局部阻力系數(shù)ζ值。為方便起見(jiàn)，在附錄 14 以及許多文獻(xiàn)資料中，都載 有各種各樣管件的局部阻力系數(shù)ζ計(jì)算表，可供設(shè)計(jì)時(shí)選用。§6.3 風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算的方法與步驟 風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算的方法與步驟一．風(fēng)道水力計(jì)算方法

11、 風(fēng)道的水力計(jì)算是在系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送、回風(fēng)點(diǎn)的位置和風(fēng)量均已確 定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。其主要目的是，確定各管段的管徑（或斷面尺寸）和阻力，保證系統(tǒng) 內(nèi)達(dá)到要求的風(fēng)量分配，最后確定風(fēng)機(jī)的型號(hào)和動(dòng)力消耗。風(fēng)道水力計(jì)算方法比較多，如假定流速法、壓損平均法、靜壓復(fù)得法等。對(duì)于低速 送風(fēng)系統(tǒng)大多采用假定流速法和壓損平均法，而高速送風(fēng)系統(tǒng)則采用靜壓復(fù)得法。1．假定流速法 假定流速法也稱(chēng)為比摩阻法。這種方法是以風(fēng)道內(nèi)空氣流速作為控制因素，先

12、按技 術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)管的風(fēng)速，再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸和阻力。這是低速送 風(fēng)系統(tǒng)目前最常用的一種計(jì)算方法。2．壓損平均法 壓損平均法也稱(chēng)為當(dāng)量阻力法。這種方法以單位管長(zhǎng)壓力損失相等為前提。在已知 總作用壓力的情況下，取最長(zhǎng)的環(huán)路或壓力損失最大的環(huán)路，將總的作用壓力值按干管長(zhǎng) 度平均分配給環(huán)路的各個(gè)部分，再根據(jù)各部分的風(fēng)量和所分配的壓力損失值，確定風(fēng)管的 尺寸，并結(jié)合各環(huán)路間的壓力損失的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證各環(huán)路間壓力損失的差