风管设计课程

风管设计课程上海大金空调有限公司研修课PPT06012风管的分类根据压力分类的风管称呼压力范围流速范围[m/s]常用压力[Pa]{mmAq}限制压力[Pa]{mmAq}低压风管+490{+50}以下-490{-50}以下+980{+100}以下-735{-75}以下15以下高压1风管超过+490{+50}+980{+100}以下超过-490{-50}-980{-100}以下+1470{+150}以下-1470{-150}以下20以下高压2风管超过+980{+100}+2450{+250}以下超过-980{-100}-1960{-200}以下+2940{+300}以下-2450{-250}以下20以下风管称呼及压力范围设计相关单位常用压力单位帕斯卡（Pa）：国际标准压力单位，表示每平方米所受的牛顿力。公斤/厘米²（Kg/cm²）：主要用于表示空调系统内部的压力。毫米汞柱（mmHg）：主要用于表示大气的压力。毫米水柱（mmH2O）：主要用于表示空气流动的压力，风管设计中主要使用的单位;也用来表示空气的阻力。各种压力单位的换算：一标准大气压力=760mmHg10.33mH2O1Kg/cm²0.1MPa静压、动压和总压这里只施加静压全压静压可在这里测定动压全压=静压+动压静压静压：最容易理解的话来说，急速吹气球使其膨胀起来时，虽然内部形成了大气以上的压力，但因手捏住了出气口，所以空气并不流动。1mmAq×9.80≒10Pa动压：空气是密度非常小的物质，不施加压力就不流动，但是此压力是很微小的。如上图所示，在使其面临空气流动的检测口处，如要制止流动就要改变压力。此压力取决于速度v。全压:静压+动压基本参数介绍机外静压（排出部分+吸入部分）这里所计算的压力损失称为机外静压。所谓机内阻力是指空调机内部（盘管、滤网、外壳）的损失部分。吸入口吹出口全压静压动压风扇特性FXS50LVEPa５０１５０１００１０１１９１２１３１４１５15.5标准静压（H）标准静压（L）标准静压使用下限㎥/m风管抵抗曲線实际使用点目录标准点抵抗风量５９风管阻力再大的话，风量会下降风管计算常用参数-风扇曲线风量(AFR)=14m3/min机外静压=12mmH2O风管设计方法等速法预先确定风管中各部位的速度（风速）并确定风管截面积尺寸的方法。虽然速度已确定，但因各部分的摩擦损失不同，还有分支部分教多的风管等因素，这一方法并不实用，所以几乎不用。用途：气动输送粉末。等压法（等摩擦法、定压法）把每米风管的损失作为定植的方法。在确定了达到基准的损失时，对各部分的送风量就以该损失为定植，自动地形成确定风速的反复作业。在算出了风管延长至最大长度时的基准损失时，就能立即得出直管部分的损失。本方法已成为目前风管设计的主流。静压再获得法用于现在很少见的高速风管全压法根据Pt=Ps+Pv的既定原理，按全压基准设计的方法。这是现有风管设计发中最合理的方法，已成为风管设计的主流。风管系统设计步骤一、通风量的确定srPsttCqQ3600Q：空调设备中所需的通风量Q[m³/h]qs：显热负荷[kW]CP：空气的定压比热[kJ/（kg.℃）]ρ：空气的密度[kg/m³]CPρ=1.2kJ/(m³.℃)tr:室温[℃]ts:喷出口温度[℃]概略負荷計算表設計条件房间种类运转时间冷房时暖房时干球温度相対湿度干球温度相对湿度℃DB％℃DB％事务所８～２０２６５０２２５０宾馆宴会场８～２２２５５０２２５０客房１～２４２５５０２３５０集合住宅６～２４２６６０２２ー外气温度夏３３℃DB冬０℃DB新风量的计算1、根据建筑物结构特点选择不同安装形式的新风换气机2、根据房间用途、面积、内部人员数量确定合适的新风量3、根据确定的新风量选择设备的规格和数量(一般取30m³/h)房间类型不吸烟少量吸烟大量吸烟一般房间体育馆影剧院百货商场办公室计算机房餐厅高级客房会议室每人所需新风量Q（m³/h）17-428-208.5-2125-6240-10020-5030-7550-125房间新风换气次数P（次/h）1.06-2.850.50-1.251.06-2.661.56-3.902.50-6.251.25-3.131.88-4.693.13-7.81新风负荷的计算在现实中做设计时，新风负荷的计算往往不用在学校时用的那种方法，而用经验公式：Qo=Qs+Ql,Qs=0.29*吸取室外的空气量*温度差，Ql=720*吸取室外的空气量*绝对温度差，吸取室外的空气量=30*房间面积*人员密度二、确定送风口的数量和分布确定使用风动扩散型还是细长风口型，从送风量到数量和尺寸、配置。要点：仔细研究扩散半径、到达距离/风速的分布，确定送风口的数量。确定每一部分的风量处理。确定风动扩散型或细长风口型的尺寸及类型（圆形、方形、细长形）。各种风口的设计(新风引入）通道尺寸的决定因素是通过风速。通常按2.5m/s的水平设计，通道的有效开口面积一般为65%。Va=通过风量（m³/min）60×（开口面积m³）各种风口的设计（Anemostut）这是天花板送风型的代表产品，引用美国Anemostut公司的商品名称。这一类型的特征是送出的空气通过引诱作用与室内空气混合，形成温差很小的空气，在送达的地方循环。扩散半径送出的空气逐渐扩展并扩散，末端的气流速度降低，余留风速为0.25m/s时的扩展半径称为最大扩散半径。同样，余留风速为0.5m/s时的扩展半径称为最小扩展半径。P8&P31各种风口的设计（四面吹风、格栅型）四面吹风散流型（方型散流器）气流为贴附（平送型）型适用于吊顶送风系统，按性能确定颈部的风速，还须考虑安装的高度及场合中间叶片芯可拆卸，便于安装，调试尺寸由用户选定格栅型因为是挂壁型的代表产品，通常称为万向格栅。由横向格子（风窗）吹出的气流可作上下方面的调整，纵向格子吹出的气流可作左右方向的调整。并且格子后面还附有调整风量用的风口，称为风道。到达距离从墙面吹出的空气边扩展边行进，分别称为余流风速达到0.5m/s和降低到0.25m/s时的距离。各种风口的设计（喷嘴型1）要达到最远的距离，就应采取这种喷嘴型。用在剧场和大厅里，能进行远距离送风，风速达到5m/s以上。此外，为了免除产生噪音的烦恼，办公室和广播电台的播音室里应采用低风速的送风口。各种风口的设计（喷嘴型2）旋流风口具有送出旋转射流，诱导比大，风速衰减快等特点，在通风空调系统中可做大风量大温差送风以减少风口数量，可用于3米的低空间送风也可用于10米高的大面积空间送风也是一种喷嘴型送风口，且属送风方向能上下左右变化的摇头型。适用于厨房等场所的制冷。各种风口的设计（管道型）采取在外围部分的窗上排列送风口以处理侧负荷（产生于周边区域）的方法。该方法之所以在风管的末端部分设置细长形状风口，并以同一风速送风，是为了配备一个很大的风箱，动压变成静压时需要挤出一部分气流。当然必须计算风管的压力，并预计风箱的损失。各种风口的设计（常用风速-经济性平衡）场所散流器顶棚风口侧送风口广播室3.0-4.04.0-4.52.5医院病房4.0-4.54.5-5.02.5-3.0普通客房4.0-5.05.0-6.02.5-4.0商场,剧院6.0-7.56.0-7.55.0-7.0教室,图书馆,办公室5.0-6.06.0-7.53.5-4.5单位:m/s出风口的确定方法1）将居室分成正方形或长方形以了解一个格栅的区域.2）以L=3H且L=1.5S进行分割.HSL?思考题:请将教室进行分割,并确定出风口位置.送风口的推荐风速广播室1.5~2.5m/s住宅,公寓,剧院,宾馆,高级办公室2.5~3.75m/s个人办公室3.0~4.0m/s电影院5.0m/s一般办公室5.0~6.25m/s商场(1楼)10m/s商场(2楼以上)7m/s回风格栅的许可风速回风格栅的位置许用范围推荐值居住空间之上（天花板）3.0~5.0m/s4.0m/s居住空间（格栅墙）2.0~4.0m/s2.5m/s隔墙的走廊3.0~5.0m/s4.0m/s门框之下1.0~1.5m/s1.5ms三、风管通道的确定确定连接空调机、风机和各个喷出口、各个吸入口的合理风管通道（路径），同时确定风门等附属设备的位置。风门：可用与调节风量和阻断火灾时产生的烟消音装置：可以吸收风机和风管发生的噪音全热交换器：用于回收排气产生的热量和水分风管设计（1）1风管内的气流速度之所以特别注意气流速度主要是为了对付噪音。如果风速高，就可使用细风管，从而节省工程费用。但是反过来增加电机的动力却不够经济。低速风管最大值(m/s)场所以噪声控制以摩擦阻力控制主风管送风主风管回风主风管送风支管回风支管住宅35433公寓,宾馆客房57.56.565办公室,图书馆6107.586.1中大型会场46.55.55.4银行,高级餐厅7.5107.58.6百货店9107.586风管设计（2）每单位长度的标准摩擦损失(等压法)历来低速风管中.送风管以0.8–1.5Pa/m(平均1.00Pa/m)为基准,回风管以0.6–1.0Pa/m(平均0.82Pa/m)为基准.这里之所以缩小回风管的风速值,除了对付噪音之外,还有风管强度上的理由.因回风管位于吸风部分,与风管相反,受到来自外部的压力,要注意减轻其负荷.风管设计（4）纵横比的设定纵横比越大，风管的周长也就越大，会产生下列麻烦的问题：1风管的制作费用提高2风管表面的热损失增大3风管的压力损失增大4在风管内部引起的偏流，还会引起风量的波动对应的方法只有减少纵横比。理想比值：H/W=4–8H：风管高度W：风管宽度圆管：r/D=1.5-2.0r:转弯半径D:圆管直径主风管和分支风管的许可风速低速风管高速风管居室公用楼工厂公用楼工厂新风入口2.5~4.02.5~4.92.5~6.05.06.0主风管3.5~6.05.0~8.06.0~1125.030.0支路风管3.0~5.03.0~6.54.0~9.010.015.0空气滤网1.2~1.51.5~1.81.5~1.83.03.0加热/冷却排管2.2~2.52.5~3.02.5~3.03.03.0风管内的阻力计算方法摩擦损失(Pa):Pf=λ·(L/d)·(V²/2g)·rλ=摩擦系数L=风管长度:md=风管直径:mV=风速:m/sr=空气比重:kg/m³(通常为1.2)g=9.8m/s²实用管内的内面粗糙度λ:管的种类ε[mm]冲压管、铜管、玻璃管0.0015氯乙烯管、聚乙烯管0.005钢管0.045–0.15电镀钢管0.15生锈的钢管0.5–1.0严重生锈的钢管1.0–3.0摩擦损失线图（镀锌钢板）•空气流量m³/h•风管直径cm•空气流速m/s•摩擦损失mmAq/m该图是针对:管壁粗糙度ε=0.18压力=1atm(101.325kPa)温度=20℃相对湿度=60%返回风管计算尺例题（圆形风管的计算）ø500mm以知：一圆型风管直径为500mm风管内部风速为8m/s求：此风管内部的风量Q风管的摩擦阻力P风管规格(参考)圆形风管(直径,mm)基本系列辅助系列基本系列辅助系列基本系列辅助系列10080320300100095090360340112010601201104003801250118014013045042014001320160150500480160015001801705605301800170020019063060020001900220210700670250240800750280260900850风管规格(参考)矩形风管(边长,mm)12063030001608003500200100040002501250320160040020005002500例题（矩形风管的计算）已知：一矩形风管长为800mm高为250mm风管内部风速为8m/s求：等效圆型直径？mm风管内部风量？Q风管内部摩擦阻力？P250mm800mm例题结果计算方法风速v(m³/s)摩擦损失mmH2O风量m³/h风管线图(表3.1)80.145500直接计算:风量=截面积(圆)×风速84982等效